脉动流下贝塞尔曲线型波纹壁通道流动传热特性研究

为探究波纹壁结构和脉动流耦合作用下通道内流动强化换热的时空效应，基于贝塞尔曲线线型多变、灵活、易控制的优势，设计出3种壁面型线的波纹壁通道，并对比分析了3种波纹壁通道在不同流动及脉动参数下的流动换热特性以及设计因素的作用机理。研究结果表明：湍流状态下(雷诺数为5 000、10 000和20 000),迎流面积最小的模型2通道流动阻力最小，同时具有凹陷和凸起结构的模型4通道强化换热效果最佳；随脉动频率(2～20 Hz)的增加，3种模型通道的综合热性能先增再减，而随着脉动振幅(0.1～0.9)的增加，3种模型通道的综合热性能先增加再小幅度减小；在脉动流和壁面结构的共同作用下，热边界层的发展在结构单元尺度范围内被进一步破坏，高温工质区域沿流向间断分布。脉动流下波纹壁通道内流体扰动的时空耦合效应显著提升了通道综合热性能，为解决狭窄通道内部过热问题提供有效的途径。