水平管内低质量流量超临界二氧化碳异常传热行为研究Study on abnormal heat transfer behavior of supercritical carbon dioxide at low mass flow rate in horizontal tube
李延富,苏成杰,孙晓东,王成龙,宿诗雨,姜文全
摘要(Abstract)：
研究了水平管内低质量流量超临界二氧化碳（S-CO_2）异常传热行为，采用Fluent软件模拟了水平管内低质量流量条件下S-CO_2传热过程，分析了加热和冷却条件的异常传热行为和热流密度对传热影响。结果表明：热边界条件为压力8 MPa、质量流率200 kg/(m~2·s)、热值比q/G=0.2 kJ/kg时，S-CO_2管内流动冷却过程中上、下壁面温度均沿程降低，在S-CO_2主流温度达到拟临界温度时，距离入口551.0 mm处上壁面换热系数出现突变峰值，该处传热强化；S-CO_2管内流动加热过程中上壁面温度均先沿程升高，而后下降至395 K后缓慢上升，下壁面温度短暂降温后缓慢升温，距离入口69.5 mm处上壁面传热系数出现谷值，该处传热恶化；热流密度的增大使加热条件下换热恶化程度加剧，但对冷却换热并无明显影响。由此可见，特征截面的热物性分布是导致出现不同换热行为的主要原因。最后，基于低质量流量条件、热物性及浮升力影响，构建了预测超临界强化传热关联式，为超临界流体换热设备的设计与运行优化提供理论指导。
关键词(KeyWords)： 超临界二氧化碳;传热;异常传热行为;热流密度;传热关联式
基金项目(Foundation):
作者(Author): 李延富,苏成杰,孙晓东,王成龙,宿诗雨,姜文全
DOI: 10.19666/j.rlfd.202212291