不同管径下超临界CO_(2)流动传热的数值分析

作     者：李超 王宗一 廖敏 赵钦新 邵怀爽 LI Chao;WANG Zongyi;LIAO Min;ZHAO Qinxin;SHAO Huaishuang

作者机构：西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2022年第43卷第12期

页      面：1778-1785页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFC3001803) 国家自然科学基金项目(52206114) 中国博士后科学基金项目(2020TQ0239) 

主　　题：超临界二氧化碳 水平管 数值模拟 传热恶化 二次流 浮升力 换热特性 场协同 

摘      要：为了阐明加热工况下超临界CO_(2)复杂的传热恶化机理,本文通过数值模拟方法,结合场协同理论研究了管径对于超临界CO_(2)流动换热的影响,并分析了局部传热恶化的原因。在相同加热工况条件下,随着管道直径增大,浮升力效应增强,管道顶部积聚的低密度“类气流体增多并加剧了局部传热恶化现象,这部分流体在管道顶部形成了新的涡流,通过努塞尔数的比值得出新涡流会使顶部传热恶化达20%。管径增大会使主涡流强度减弱,场协同角的分布更加不均匀。该研究工作可为超临界CO_(2)布雷顿循环应用于第4代核电站的研发设计工作提供理论指导。