通道深度对超临界流体在微细通道内的流动换热性能影响

作     者：陈佳敏 唐凌虹 

作者机构：西安石油大学新能源学院 

出 版 物：《机电工程技术》 (Mechanical & Electrical Engineering Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：陕西省自然科学基础研究计划-海洋条件下印刷电路板式气化器能量传递协同强化机理研究(2023-JC-YB-350) 

主　　题：印刷电路板式换热器 超临界甲烷 通道深度 数值模拟 

摘      要：随着海上天然气贸易的逐渐兴起，海上浮式装置对LNG气化器提出了更高的要求。印制电路板式换热器(PCHE)作为一种新型的微通道换热器，由于其高效、紧凑的特点，是LNG载体和LNG浮式接收站上低温换热器的首选。本文以印刷电路板式换热器的单Z型通道为研究对象，折流角15°，采用Ansys Fluent软件，研究超临界LNG在该通道内的流动换热特性，探究了不同深度的通道在不同入口速度下的对流传热系数h、努塞尔数Nu、范宁摩擦因子f、综合评价指标PEC的变化情况。结果表明：随着通道深度和入口速度的提高，h、Nu均呈现增大的趋势，f呈现减小的趋势。通过综合分析，流体流过Z型通道，产生了旋涡，使得流体的有效流动面积减小，增强了流体的扰动性，深度0.955 mm的通道，在1.05 m/s的入口速度下，有着最佳的流动换热性能。