熱輸入對液體橫掠圓柱體旋渦脫落特性的影響.pdf

1、流體繞流圓柱體后的尾跡特性是許多研究領(lǐng)域的重要課題，而液體繞流熱柱體時(shí)的尾跡特性是研究甚少的一個(gè)領(lǐng)域，直到上世紀(jì)九十年代，大多數(shù)的液體繞流研究都沒有考慮柱體壁面的熱效應(yīng)問題。 本課題采用實(shí)驗(yàn)方法對液體繞流熱柱體時(shí)的旋渦脫落特性進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)工況如下：來流方向?yàn)樗嚼@流、垂直向上繞流、垂直向下繞流三種工況：圓柱體加熱電壓為0～220V；雷諾數(shù)為2.58×104；加熱圓柱體旋轉(zhuǎn)角度分別為0、90、180、270度。 本課題

2、基于虛擬儀器技術(shù)—LabVIEW圖形編程平臺，開發(fā)了一套簡便實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對各工況下圓柱體的壁面溫度及旋渦脫落強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。 對實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，對繞流圓柱體進(jìn)行加熱時(shí)，加熱強(qiáng)度的不均勻，造成了壁面溫度分布不均，溫度差異隨著加熱電壓增加而變大。 水平繞流工況下，對圓柱體進(jìn)行加熱時(shí)，加熱柱體表面溫度分布情況不同會給旋渦脫落強(qiáng)度帶來很大的影響：a)當(dāng)加熱柱體兩側(cè)溫度高于前后駐點(diǎn)溫度，且

3、兩側(cè)溫度也有較大差異時(shí)，加熱促進(jìn)了旋渦脫落，加熱電壓為60V時(shí)，旋渦脫落峰值增幅達(dá)53％；存在一個(gè)臨界加熱電壓140V，當(dāng)加熱電壓高于臨界加熱電壓時(shí)，旋渦頻譜圖由單峰分裂為雙峰；b)當(dāng)柱體前后駐點(diǎn)溫度高于兩側(cè)溫度時(shí)，存在一個(gè)臨界加熱電壓180V，低于臨界電壓時(shí)，加熱抑制了旋渦脫落，旋渦脫落峰值降幅達(dá)55％；反之，加熱促進(jìn)了旋渦脫落，旋渦脫落峰值增幅為13％。 來流方向不同，加熱對旋渦脫落的影響也不同，流體水平繞流柱體時(shí)，加熱對旋