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魏振文1,金延超1,崔建波1,赵崇鑫2,董建伟2,何燕2,吴龚鹏1,2
WEI Zhenwen1, JIN Yanchao1, CUI Jianbo1, ZHAO Chongxin2, DONG Jianwei2, HE Yan2,WU Gongpeng1,2
摘要: 【目的】厘清换热器内超临界流体换热机理对突破超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术至关重要。相较于直管,超临界二氧化碳在U型弯管内的流动换热过程目前仍有待深入探索。【方法】本文通过三维建模、采用数值模拟方法对侧立U型弯管内的超临界二氧化碳对流换热过程展开研究,探究了重力方向、几何尺寸、热工水力工况及超临界状态对超临界二氧化碳流动换热的影响规律。【结果】结果表明,逆重力场条件下,对流换热系数的最大值略高于顺重力条件且发生位置前移;随着弯管管径增加和半径减小,对流换热系数分别降低和增加。随着流体质量流速和入口温度增加,弯管处的二次湍流现象增强,而压力改变了湍流涡状态;相较于入口温度,弯管处对流换热系数随质量流速和压力增加而变大,而随热流密度增加而减小。【结论】超临界二氧化碳在U型弯管内的对流换热过程更加复杂,在超临界二氧化碳高效换热器的开发过程中应更加注重换热管结构、流体物性与操作工况对对流换热的叠加影响。