过渡流下后向台阶壁面传热的时均特性研究

为研究过渡流范围(550?Re?1 500)后向台阶底面的传热特性,建立二维非稳态后向台阶流动的数值模型,数值模拟台阶下游底面的时均努塞尔(Num)数随Re数增大的发展变化情况,并结合流场中流动结构的发展变化规律对Num数分布特性进行分析。结果表明,随Re数增大,台阶下游流场中间区域产生旋转方向相反的旋涡对,主回流区下游底面和内部底面先后出现附壁旋涡;Num数沿着流动方向出现主峰和次峰,主回流区下游底面的附壁旋涡促进主峰下游的Num数快速增大,而主回流区内产生的附壁旋涡促进了主峰上游的Num数快速增大;主峰值、次峰值随着Re数增大而增大;两峰位置随着Re数增大先相向移动,然后同向移动。总之,在过渡流区域,提高Re数能够提高底面的Num数,增强底面换热效果,当Re数大于900时,主回流区内换热效果明显增强。