分析渠道內分流板對渠道之熱傳機構的影響

Abstract

渠道內的熱傳現象常見於各類的工程問題。本文利用PROJECTION數值方法探討穩態時 分流板對渠道內流場及溫度場的變化情形，藉以了解強制對流的熱傳機構。 渠道為二維層流，速度分佈在渠道進口視為完全發展的拋物線流。而在出口視速度及 溫度梯度為零。渠道中段為高溫壁面，其餘為絕熱壁面。在高溫區段加入與主流方向 平行之完全透熱的縱向隔板，使流場產生分流，並造成高溫壁面處的流體加速，增加 熱傳效率。並且改變隔板的橫向位置，Re數及Pr數，探討對熱傳機構的影響。結果發 現加入分流板可使高溫區段的熱傳效率至多只比空渠道增由於分流板的存在，使流體 在板兩側的壓力不同，在隔板上設置穿流加約20% 。孔，可使兩側流體互相交流。但 因穿流量太小，對熱傳的影響不大。由上述解析得知，增加熱傳效率的最大原因是增 加流體的速度，故放置不同寬度的突張突縮隔板，使靠壁面流體速度增加，造成較高 的熱傳效率，但相對的也使摩擦阻力增加。此外，本文亦針對在突張突縮隔板的不同 位置上設置穿流孔，探討穿流孔對熱傳機構的影響。從計算結果發現，在放置突張突 縮隔板的渠道中，Pr數較高的流體，Re數在500 與1000之間會有較高的總紐塞數比及 較低的摩擦係數比。若工作流體的Pr數較低，則Re數愈高，會得到愈高的總紐塞數比 。而在放置有穿流孔的分流板之渠道中，由於穿流量不大，因此，對壁面的熱傳效率 影響不大。