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1、中圖分類(lèi)號(hào)：V231.1論文編號(hào)：102870218-S034學(xué)科分類(lèi)號(hào)：080702碩士學(xué)位論文瓣型噴嘴射流沖擊換熱特性研究研究生姓名王博滟學(xué)科、專(zhuān)業(yè)熱能工程研究方向傳熱與傳質(zhì)指導(dǎo)教師張靖周教授南京航空航天大學(xué)研究生院能源與動(dòng)力學(xué)院二О一七年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringStudyonConvectiveHeatTransferCharacteristicsofLo
2、bed-NozzleJetImpingementAThesisinThermalEngeryEngineeringbyWangBoyanAdvisedbyProf.ZhangJingzhouSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofPhilosophyDecember,2017承諾書(shū)本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，
3、也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書(shū)）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要飛機(jī)在含有過(guò)冷水滴的低溫云層中飛行時(shí)，可能會(huì)發(fā)生結(jié)冰。結(jié)冰不僅會(huì)使飛機(jī)重量增加，氣動(dòng)外形被破壞，還會(huì)影響其空氣動(dòng)力特征，對(duì)飛行安全構(gòu)成極大威脅。目前，常用的除冰方法中應(yīng)用最廣的是熱氣除冰系統(tǒng)，其除冰效果與熱氣的對(duì)流傳熱能力密切相關(guān)，所以引用較少的熱
4、空氣實(shí)現(xiàn)高效的熱氣防冰效果，是該系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。本文以飛機(jī)熱氣防冰系統(tǒng)中的噴嘴為研究對(duì)象，采用數(shù)值方法揭示了不同沖擊間距下瓣型射流和圓形射流的流動(dòng)和換熱特征差異并對(duì)波瓣噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)射流沖擊換熱特性的影響展開(kāi)分析。結(jié)果表明：噴嘴形狀和波瓣噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響與射流沖擊間距密切相關(guān)，瓣型噴嘴在射流出口下游誘導(dǎo)出陣列的流向渦，強(qiáng)化了射流對(duì)周?chē)黧w的卷吸，導(dǎo)致瓣型射流的發(fā)展和沖擊對(duì)流換熱與常規(guī)圓形射流差異明顯。在小沖擊間距比下（H/d=2和4），內(nèi)置瓣型射流的駐點(diǎn)換熱能力最高，圓形射流最低，波瓣射流的駐點(diǎn)換熱介于兩種射流之間。當(dāng)沖擊間距
5、比為6時(shí)，圓形射流具有最高的駐點(diǎn)換熱系數(shù)，內(nèi)置瓣型射流的換熱最低，波瓣射流的駐點(diǎn)對(duì)流換熱相比于圓形射流有一定削弱；當(dāng)沖擊間距比達(dá)到8時(shí)，內(nèi)置瓣型射流的駐點(diǎn)換熱明顯弱于波瓣射流，而波瓣射流和圓形射流的駐點(diǎn)對(duì)流換熱則幾乎相同。針對(duì)某特定的變曲率凹形靶板，開(kāi)展了雷諾數(shù)為10000的瓣型噴嘴射流沖擊換熱特性的數(shù)值研究，揭示了凹形與平直靶板射流沖擊的流動(dòng)和換熱特性差異，同時(shí)研究了波瓣噴嘴的布置形式和靶板寬高比對(duì)波瓣射流沖擊換熱特性的影響。結(jié)果表明：凹形靶板的壁面曲率效應(yīng)對(duì)射流沖擊具有明顯的影響，射流沖擊形成的壁面射流在前緣凹壁上出現(xiàn)分離泡，影
6、響沖擊射流趨近靶面的速度分布，導(dǎo)致射流沖擊凹形靶板的對(duì)流換熱弱于平直靶板。本文還在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)研究了射流雷諾數(shù)、沖擊間距比以及沖擊靶板形狀對(duì)瓣型噴嘴射流沖擊靶板換熱特性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：以上各個(gè)因素對(duì)瓣型噴嘴沖擊換熱特性的影響與數(shù)值模擬的結(jié)果規(guī)律相同。射流雷諾數(shù)對(duì)瓣型射流和圓形射流各自的最佳沖擊間距比以及射流駐點(diǎn)附近的對(duì)流換熱具有較大的影響。關(guān)鍵詞：瓣型噴嘴，射流沖擊，流動(dòng)特性，換熱特性I瓣型噴嘴射流沖擊換熱特性研究ABSTRACTIn-flighticingisaserioushazardtotheflightsaf
7、etyundernaturalicingconditions.Iceaccretionwillnotonlyincreasetheweightoftheflight,butalsotheaerodynamicprofileandthusdegradetheflyingperformance.Atpresent,themostwidelyusedmethodofanti-icingisthehot-airanti-icingsystem,whichiscloselyrelatedtotheconvectiveheattransfera
8、bilityofhotair.Asthehotairusedforanti-icingpurposeisbledfromtheenginecompressor,therefore,usinglesshotairtoachieveeff
