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工程热物理所超临界流体湍传播热特性研讨获希望

文章泉源:工程热物理研讨所   公布工夫:2018-12-06  【字号:     】  

  超临界流体在产业中具有遍及的使用,好比超临界水冷反响堆、超临界CO2布雷顿循环、超临界紧缩氛围储能等。超临界流体具有奇特的物性纪律:当温度低于拟临界温度时雷同于液体,当温度高于拟临界温度时雷同于气体,而在拟临界点相近其物性会产生猛烈的变革。该特性使得超临界流体具有“传热好转”、“传热强化”等特别的传热纪律,对体系的功能具有紧张影响,因而超临界流体的传热特性不停被研讨者所器重。

  2018注册免费送白菜_可靠平台工程热物理研讨所储能研发中央对定壁温条件下超临界流体竖直圆管外向上湍流活动的传热特性展开了研讨。该研讨接纳数值模仿要领,在圆柱型坐标系下利用SST k-ω湍流模子。研讨结果评释(见图1),超临界流体在加热段内可以分红3个阶段——入口段、跨临界段和过临界段。热流密度在入口段敏捷降落;在跨临界段降落,同时陪同振荡征象;在过临界段继承降落,但是振荡征象消散。热流密度振荡产生条件为:壁面温度高于拟临界温度,而主流温度低于拟临界温度。热流密度振荡是由于流体在拟临界点相近物性产生猛烈变革惹起的。流体在拟临界点相近受热会孕育发生浮升力效应,浮升力效应进而惹起管内流体周期性对流换热变革,终极招致壁面热流密度振荡征象的产生。由于流体和壁面之间的温差渐渐减小,壁面热流密度振荡幅度沿轴线偏向渐渐削弱。

  将数值实行结果与经典履历联系关系式Dittus-Bolter公式和Bishop公式举行比拟(见图2),结果发明Dittus-Bolter公式和Bishop公式都不克不及正确预测超临界流体振荡征象。这是由于Dittus-Bolter公式没有思量超临界流体遭到的浮升力作用,而Bishop公式固然思量了热物性的影响,但是不克不及正确预计历程中速率场的作用,因此此二式无法对定壁温条件举行正确预测。

  别的,展开了差别工况参数对超临界流体换热的影响纪律的研讨,结果评释质量流量、壁面温度和操纵压力的上升进步了对流换热系数,同时消减了对流换热系数的振荡幅度。

  该项目遭到国度天然基金(51606186, U1407205)、国度重点底子研讨生长方案(“973”方案,2015CB251302),北京市科技方案项目(D161100004616001)和澳门送彩金网站前沿迷信重点研发方案(QYZDB-SSW-JSC023)的支持,相干研讨结果曾经在International Journal of Heat and Mass Transfer上颁发(INT J HEAT MASS TRAN 128 (2019) 875-884)

 

1 定壁温条件下热流密度随主流温度变革环境(工质R134a

 

2 对流换热系数模仿结果与履历公式的比拟




(责任编辑:叶瑞优)

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