王金锋李文俊谢 晶杨大章柳雨嫣陆卫华杨晓燕

(1. 上海海洋大学食品学院，上海 201306；2. 农业部冷库及制冷设备质量监督检验测试中心，上海 201306；3. 上海冷链装备性能与节能评价专业技术服务平台，上海 201306；4. 食品科学与工程国家级实验教学示范中心﹝上海海洋大学﹞，上海 201306；5. 上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海 201306；6. 南通四方冷链装备股份有限公司，江苏 南通 226371)

在强化传热、传质领域，采用喷嘴冲击式射流能在靶向区域换热表面产生较高的热传递系数，而影响喷嘴下方冲击板面换热强度的主要因素是喷嘴到冲击板面方向上的轴向速度。这种高效的传热机理主要应用于纺织、造纸、冶金、食品干燥、食品速冻等领域[1-2]。

该类设备的设计通常将多个喷嘴按照一定的排列方式组合起来形成多重冲击的结构，以实现在较大范围内的冲击表面获得均匀一致的换热系数[3]；然而，在实际工作过程中，目标板面的换热强度存在差异性，这种差异性主要受以下几个因素影响：① 横流效应[3-5]；② 喷嘴与目标板面之间的距离[5-7]；③ 目标板面的粗糙度[6]。Makatar等[3]通过使用热显色液晶技术对冲击表面温度分布进行可视化处理，同时采用油膜技术实现冲击表面流场可视化，研究发现，沿横流方向，横流效应逐渐增强，在横流作用下努塞尔数(Nusselt number, Nu)峰值从喷嘴正下方往横流下游方向移动，并且努塞尔数峰值随横流速度上升而增加。Bernhard等[4]研究了3种不同等级的横流效应对目标板面换热性能的影响，结果表明横流效应越弱，目标板面平均换热系数越高。……