Étude du comportement anormal du transfert de chaleur du dioxyde de carbone supercritique à faible qualité de flux dans les tubes horizontaux

LI Yanfu ,  

SU Chengjie ,  

SUN Xiaodong ,  

WANG Chenglong ,  

SU Shiyu ,  

JIANG Wenquan ,  

摘要

L'étude porte sur le comportement anormal du transfert de chaleur du dioxyde de carbone supercritique (S-CO2) dans des tubes horizontaux à faible qualité de flux. En utilisant le logiciel Fluent, le processus de transfert de chaleur du S-CO2 dans les conditions de faible qualité de flux dans les tubes horizontaux a été simulé, et l'analyse du transfert de chaleur anormal dans les conditions de chauffage et de refroidissement, ainsi que l'impact de la densité de flux de chaleur sur le transfert de chaleur ont été effectuées. Les résultats ont montré que dans les conditions frontières thermiques pour une pression de 8 MPa, un débit massique de 200 kg/(m²·s) et une valeur thermique de q/G=0.2 kJ/kg, la température des parois supérieure et inférieure des tubes diminuait tout au long du flux, et des pics soudains du coefficient de transfert de chaleur apparaissaient à la surface supérieure des tubes lorsque la température principale du S-CO2 atteignait un point critique, à 551,0 mm de l'entrée, ce qui renforçait le transfert de chaleur. La température de la paroi supérieure des tubes augmentait d'abord, puis diminuait à 395 K, puis augmentait lentement, la température de la paroi inférieure des tubes diminuait brièvement, puis augmentait lentement, à 69,5 mm de l'entrée, le coefficient de transfert de chaleur atteignait un creux, indiquant un détérioration du transfert de chaleur. L'augmentation de la densité de flux de chaleur intensifiait la détérioration du transfert de chaleur dans les conditions de chauffage, mais n'avaient pas d'incidence nette sur le transfert de chaleur en refroidissement. Ainsi, la distribution des propriétés thermiques de la section caractéristique est la principale cause du comportement de transfert de chaleur différent. Enfin, sur la base des conditions de faible qualité de flux, des propriétés thermiques et de l'effet de la force de flottabilité, une corrélation de prédiction de renforcement du transfert de chaleur supercritique a été élaborée, fournissant des orientations théoriques pour la conception et l'optimisation du fonctionnement des équipements de transfert de chaleur pour les fluides supercritiques.

关键词

dioxyde de carbone supercritique; transfert de chaleur; comportement anormal du transfert de chaleur; densité de flux de chaleur; corrélation de prédiction de renforcement du transfert de chaleur

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