偏心矩形盘旋套管式气冷器传热特性研究

作     者：张欣悦 崔海亭 张良锐 王超 ZHANG Xinyue;CUI Haiting;ZHANG Liangrui;WANG Chao

作者机构：河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018 

出 版 物：《河北科技大学学报》 (Journal of Hebei University of Science and Technology)

年 卷 期：2023年第44卷第3期

页      面：315-322页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：河北省自然科学基金(B2021208017) 河北省重点研发项目(22324501D)。 

主　　题：工程热力学 套管式气冷器 对流换热 偏心 超临界二氧化碳 

摘      要：为探究偏心结构对二氧化碳套管式气冷器换热性能的影响,基于Fluent软件建立同心矩形盘旋套管和偏心矩形盘旋套管式气冷器,对比相同操作条件下的温度云图、速度云图和比热容云图,分析对流换热系数、湍流动能和压力曲线。数值模拟结果显示,与同心套管式气冷器相比,偏心套管式气冷器的云图偏斜程度大于同心结构,平均对流换热系数和湍流动能分别较同心结构提升了12.99%和15.38%,最大压降增大了14.85%,偏心套管总的换热性能优于同心套管。研究结果证明了偏心套管式气冷器结构优于同心套管式气冷器,为超临界CO_(2)热泵中的矩形螺旋管缠绕气体式冷却器设计、运行以及热效率的提升提供了科学依据,对高效换热器的应用具有重要的实际意义。