水平管内超临界 CO2 冷却传热特性数值分析
-
摘要: 采用数值模拟的方法研究了冷却条件下水平管内超临界 CO2(supercritical CO2, S-CO2)湍流传热特性。通过 实验数据验证了 AB、YS、LS、AKN 和 SST k- 五种湍流模型预测 S-CO2 冷却传热的能力,确定 SST k- 低雷诺 数湍流模型的预测能力最佳。基于 S-CO2 在类临界温度 Tpc 处发生“类相变”的假设,通过获取圆管横截面内流体 的物性分布和湍流分布,研究了水平管内 S-CO2 冷却传热机理并阐述了顶母线和底母线传热系数分布存在差异的原 因。分析了热流密度 qw 和质量流速 G 对传热性能的影响,计算结果表明,S-CO2 冷却传热特性与近壁区类液膜厚 度、导热系数以及径向湍动能分布等因素密切相关。本文结论对 S-CO2 布雷顿循环系统的冷却器设计和经济运行具 有一定的指导意义。