波纹冲击板冷却结构

传热提升28%

采用波纹射流板替代平板，在低雷诺数下强化冲击冷却，兼顾更低的流动损失。

孔德海 · 郭涛 · Zhao, Ma · 刘存良 · Isaev, Sergey A.

Applied Thermal Engineering 2023

参数信息

传热提升（相对平板）

28 %

流量系数降低（相对平板）

2–9.4 %

射流雷诺数范围

450–2700

相对平均冲击距离

1.6–3.6

相对波纹振幅

0.2–0.8

技术优势

传热提升28%

在Re=2700、H_ave/d=1.6时，波纹板的波纹结构使射流与靶面之间的流动扰动增强，强化了对流换热。

流动损失增幅小

与平板相比，波纹冲击板的流量系数仅下降2–9.4%，说明强化传热的同时没有大幅牺牲冷却剂流量。

小冲击距离下优势明显

在较窄的靶室中，波纹板在小H_ave/d下传热提升更显著，适合紧凑冷却结构。

应用场景

• 燃气轮机冷却：用于涡轮叶片或燃烧室冲击冷却，在低雷诺数下提高冷却效率而不过多损失流量。
• 航空发动机热管理：集成到发动机热端部件的冷却通道，利用波纹结构在紧凑空间中强化换热。
• 高超声速飞行器热防护：用于高马赫数飞行器高温部位冷却，在低Re和窄通道中实现高效热防护。
• 高温试验装置：用于高温试验设备的冷却喷嘴，改善冲击冷却均匀性和传热性能。