超临界甲烷在绕管内冷凝流动换热特性数值模拟

作     者：赵敏 韩方玲 王会宾 杨雨青 Zhao Min;Han Fangling;Wang Huibin;Yang Yuqing

作者机构：郑州轻工业大学能源与动力工程学院郑州450002 

出 版 物：《低温与超导》 (Cryogenics and Superconductivity)

年 卷 期：2020年第48卷第11期

页      面：90-96页

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：河南省高等学校重点科研项目(20A470016) 郑州市科技攻关项目(20150444) 郑州轻工业大学博士科研基金(2013BSJJ037)资助 

主　　题：超临界流体 准临界点 数值模拟 物性变化 流动传热特性 

摘      要：超临界流体甲烷在绕管内冷凝流动换热时,因准临界点附近流体物性的剧烈变化和离心力影响使得换热过程更为复杂。采用数值模拟方法分析甲烷在绕管内流动换热特征,研究选取一根缠绕两圈的绕管,每隔60°设置一个监测面,监测各个截面上的Pr数、温度、湍流强度等,探讨了各个截面上甲烷的流动换热特性。结果表明:靠近绕管外侧流体主流速度、压力明显高于绕管内侧流体速度和压力,密度分布与速度分布正好相反;管内流体流动时在离心力、浮升力共同的作用下,形成了圆管外周顺时针和圆管中心逆时针两个不同旋转方向的二次流;靠近绕管内侧流体的传热效果好于外壁面的传热效果;在准临界点附近的流体,物性变化对换热系数的影响占据了主要地位。