几何因素对U型管内超临界甲烷流动换热影响

摘要：

超临界甲烷换热器广泛存在于工程实际中,由于超临界甲烷在拟临界温度附近物性变化剧烈,使得其流动与传热规律十分特殊而复杂.基于计算流体动力学(compautational fluid dynamics,CFD)原理,采用有限体积法对超临界甲烷湍流流动与传热特性进行数值模拟,在验证模型可靠性的基础上,分析了弯管曲率半径、U型管立式与水平布置形式对传热特性的影响.结果表明:在管壁边界热流密度q=80 kW/m2、入口质量流量G=75 kg/(m2·s)、入口温度Tin=180 K的条件下,迪恩涡强度随弯管曲率半径的增大而减弱,弯管处的对流传热系数随曲率半径增大而增大;此外,与水平布置相比,U型管立式布置时,超临界甲烷流体与壁面间的对流换热效果更强.本文研究结果对超临界甲烷换热器性能优化具有指导意义.

关键词：超临界甲烷、流动传热、曲率、布置形式

所属期刊栏目：26

分类号：TK124(热力工程、热机)

资助基金：国家重点研发计划2018YFF0216001

在线出版日期：2021-09-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：132-137