● 摘要
本文简要介绍了层板冷却结构和国内外对层板技术的研究成果，通过对层板结构换热过程的详细分析，提出了层板换热实验的分步实验法。分步实验法的实质就是在保留层板结构流动形态的前提下，通过对扰流柱的巧妙设计，使两步实验中扰流柱分别出现换热为零和正常换热两种换热形态，以达到分步得出进气板内表面、出气板内表面的换热系数和扰流柱表面的换热系数。本课题对进气孔、扰流柱和出气孔个数之比为1:4:1和2:1:1的典型层板冷却结构的流体流阻与换热特性进行了实验研究。实验中通过改变1:4:1型层板的进气孔直径、出气孔直径和出气孔倾角，分析各种几何因素对层板结构的流体流阻和换热特性的影响。实验结果表明，对于进、出气板间距不太大的1:4:1型的层板结构，出气板内表面的换热系数最大，扰流柱表面的换热系数次之，进气板内表面的换热系数最小。对不同几何尺度的1:4:1型层板模型的实验比较表明，相同流量下随着进气孔孔径的增大，流阻随之增大，进气板内表面的换热变化不大，出气板内表面的换热减弱；出气孔径越大，流阻越小，进气板的换热越弱，而出气板的换热几乎不受出气孔径变化的影响；出气孔倾角（出气孔中心线与扰流柱中心线的夹角）越大，流阻越大，进气板内表面的换热越强，而出气板的换热几乎不受出气孔倾角的影响。对不同类型层板的比较表明，相同冷气流量下，2:1:1型的层板比1:4:1型的层板换热明显减弱，流阻系数明显增大。