Jet impingement heat transfer finds applications where a large heat flux is required between a fluid and a surface. Impinging jets can be implemented in Concentrating Solar Power (CSP) thermal receivers and bayonet tube heat exchangers. A simultaneous outlook on the heat transfer and total pressure loss (performance) characteristics of several jets impinging on a concave hemispherical surface are investigated experimentally and using an axisymmetric Reynolds averaged Navier Stokes (RANS) Computational Fluid Dynamics (CFD) model. The four equation Transition SST RANS turbulence CFD model demonstrates to be most suitable for this domain with a mean absolute deviation from the experimental results of < 7% for the heat transfer coefficient and < 8% for the total pressure loss. Empirical correlations for the Nusselt number as a function of the nozzle outlet Reynolds number and Prandtl number are fitted. Relatively good agreement is found between the Nusselt correlation and existing literature. An empirical correlation is also presented for the total pressure loss factor for the jet impingement domain in general because it is found that the dominating total pressure loss occurs because of rapid expansion, which occurs in any impinging free jet. The developed empirical correlations and CFD model can be used to estimate the heat transfer and pressure loss characteristics of a bayonet tube heat exchanger, a solar thermal receiver employing impinging jets as well as other jet impingement domains.

射流冲击传热找到了在流体和表面之间需要大热通量的应用。撞击射流可以在聚光太阳能（CSP）热接收器和卡口管式热交换器中实现。并使用轴对称雷诺平均纳维斯托克斯（RANS）计算流体动力学（CFD）模型，通过实验研究了撞击在半球形凹面表面上的几条射流的传热和总压力损失（性能）特征。四个方程式Transition SST RANS湍流CFD模型证明最适用于此领域，相对于实验结果的平均绝对偏差为传热系数<7％和总压力损失<8％。拟合了作为喷嘴出口雷诺数和普朗特数的函数的努塞尔数的经验相关性。Nusselt相关性和现有文献之间发现相对较好的一致性。通常还为射流撞击域提供了总压力损失因子的经验相关性，因为发现主要的总压力损失是由于快速膨胀而发生的，而快速膨胀发生在任何撞击的自由射流中。所开发的经验相关性和CFD模型可用于估计卡口管式换热器，采用冲击射流的太阳热接收器以及其他射流冲击域的传热和压力损失特性。Nusselt相关性和现有文献之间发现相对较好的一致性。通常还为射流撞击域提供了总压力损失因子的经验相关性，因为发现主要的总压力损失是由于快速膨胀而发生的，而快速膨胀发生在任何撞击的自由射流中。所开发的经验相关性和CFD模型可用于估计卡口管式换热器，采用冲击射流的太阳热接收器以及其他射流冲击域的传热和压力损失特性。Nusselt相关性和现有文献之间发现相对较好的一致性。通常还为射流撞击域提供了总压力损失因子的经验相关性，因为发现主要的总压力损失是由于快速膨胀而发生的，而快速膨胀发生在任何撞击的自由射流中。所开发的经验相关性和CFD模型可用于估计卡口管式换热器，采用冲击射流的太阳热接收器以及其他射流冲击域的传热和压力损失特性。在任何撞击的自由射流中都会发生。所开发的经验相关性和CFD模型可用于估计卡口管式换热器，采用冲击射流的太阳热接收器以及其他射流冲击域的传热和压力损失特性。在任何撞击的自由射流中都会发生。所开发的经验相关性和CFD模型可用于估计卡口管式换热器，采用冲击射流的太阳热接收器以及其他射流冲击域的传热和压力损失特性。