Bir yüzeye dik çarpan jet, elde edilebilecek en yüksek yerel ısı transfer katsayılarını üretir. Cam tavlama, türbin kanadı iç soğutması, elektronik nokta soğutması ve kurutma proseslerinde bu yüzden tercih edilir.
Üç bölge
Durma bölgesi. Jet yüzeye çarpar, hız sıfıra iner, sınır tabaka çok incedir; ısı transferi burada tepe yapar.
Duvar jeti. Akış yanlara yayılır, hızlanır, sonra yavaşlar.
İkincil tepe. Belirli bir nozul-yüzey mesafesinde durma noktasının biraz dışında ikinci bir ısı transferi tepesi oluşur. Sebep sınır tabakanın orada geçişe uğramasıdır. Tek tepeli bir dağılım bekleyen bir tasarım bu bölgeyi kaçırır.
Neden modellenmesi zor
Çarpma bölgesi, standart türbülans modellerinin kurulduğu varsayımların dışındadır: akış duvara diktir, normal gerilmeler baskındır, kayma gerilmesi küçüktür. İzotropik iki denklemli modeller durma noktasında türbülans kinetik enerjisini sistematik olarak aşırı üretir ve ısı transferini yüksek tahmin eder.
Pratik çareler: durma noktası düzeltmesi olan model varyantları, geçiş duyarlı modeller [1] ya da anizotropiyi taşıyan Reynolds gerilme modelleri [2].
Ağ ve mesafe
Durma bölgesinde y+ < 1 zorunludur; ısı transferi doğrudan duvardaki sıcaklık gradyanıdır. Bkz. y+ haritası notu.
Nozul-yüzey mesafesi belirleyici bir tasarım parametresidir ve optimum dar bir aralıktadır: çok yakında jet gelişmemiştir, çok uzakta yayılarak enerjisini kaybeder.
Dizi hâlinde jetler
Tek jet için geçerli olan, jet dizisi için doğrudan geçerli değildir: komşu jetlerin kullanılmış havası çapraz akış üretir ve aşağıdaki jetleri yana eğer. Dizinin sonundaki jetler belirgin biçimde daha az iş yapar. Egzoz havasının nasıl tahliye edildiği, jetlerin kendisi kadar önemlidir.
Kaynaklar
- Langtry, R. B. & Menter, F. R. (2009). Correlation-based transition modeling for unstructured parallelized computational fluid dynamics codes. AIAA Journal, 47(12), 2894–2906. DOI: 10.2514/1.42362
- Launder, B. E., Reece, G. J. & Rodi, W. (1975). Progress in the development of a Reynolds-stress turbulence closure. Journal of Fluid Mechanics, 68(3), 537–566.