扭曲椭圆管内超临界CO2冷却换热的数值模拟

摘要：

为了提高CO2热泵的传热性能,基于 Fluent 的数值模拟方法研究了不同质量流量下,扭距为 100 mm及无扭曲状态下的水平椭圆管管内超临界CO2冷却换热特性及二次流的变化规律,并针对竖直椭圆管引入局部换热系数和压降,研究了长短轴比b/a 及扭距对扭曲管换热性能的影响.结果表明,低质量流量下扭曲椭圆管内浮升力明显大于椭圆管扭曲结构所产生的浮升力,对于低质量流量G<200 kg/(m2·s2)下的超临界 CO2流体,椭圆管具有更大强度的浮升力所造成的二次流,强化传热更明显;对于高质量流量G>200 kg/(m2·s2)下的超临界 CO2流体时,扭曲椭圆管具有更大强度自身结构所产生的周期性二次流来强化传热;管内的传热系数及压降随着扭曲程度及压扁程度的增大而增大.为扭曲椭圆管在 CO2热泵中的应用提供了重要的理论与数据支持.

关键词：工程热力学、Fluent、超临界CO2、椭圆管、换热特性、二次流

所属期刊栏目：39

分类号：TB657.5;TK12(制冷工程)

资助基金：河北省自然科学基金E2014208005;河北省高等学校科学技术研究项目ZD2018079

在线出版日期：2018-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：261-267