倾斜圆管内超临界压力CO2流动换热数值分析

摘要：

对超临界压力CO2在内径为10mm、加热长度为2000mm、倾斜角度α=45°的倾斜光管内向上和向下两个方向的流动与传热行为进行数值计算.采用SST k-ω低雷诺数湍流模型,通过超临界压力CO2在垂直光管内向上流动传热的实验数据验证了计算模型的可靠性和准确性,分析了倾斜圆管内壁温度Tw,i和对流换热系数h沿圆管轴向和周向的变化规律.基于超临界压力CO2在类临界温度Tpc处发生类气-类液“相变”的“类沸腾”假设,研究了超临界CO2在倾斜圆管内不同方向流动时顶母线壁温分布产生差异的原因,通过获取圆管横截面内速度分布、物性分布和湍流分布等详细信息,重点分析了产生这一差异的传热机理.计算结果确定了类气膜厚度、轴向速度u、湍动能k和黏性底层厚度δy+=5是影响不同流动方向时顶母线壁温分布差异的主要因素.

关键词：超临界二氧化碳、倾斜圆管、传热、流动、数值模拟

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资助基金：国家重点研发计划;中央高校基本科研业务费专项资金

在线出版日期：2020-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：571-581