Analyse des performances de transfert thermique des tubes de transfert thermique des chaudières au dioxyde de carbone supercritique

WANG Shengpeng ,  

YANG Yu ,  

NI Yike ,  

WU Jiarong ,  

QIAO Yongqiang ,  

ZHANG Yifan ,  

LI Hongzhi ,  

YAN Junjie ,  

摘要

La technologie de production d'électricité par cycle au dioxyde de carbone supercritique (S-CO_2) offre une meilleure flexibilité et constitue une alternative aux technologies de génération de vapeur dans le secteur de la production d'énergie thermique, avec une importance stratégique majeure pour la construction de nouveaux systèmes énergétiques, la mise en place de systèmes énergétiques modernes et la réalisation des objectifs "double carbone". Une étude numérique et expérimentale des caractéristiques de transfert thermique dans la plage de fonctionnement réelle des chaudières au dioxyde de carbone supercritique (S-CO_2) a été réalisée, analysant l'influence des propriétés physiques du fluide de travail sur les performances de transfert de chaleur. Les résultats montrent que : sous un même débit, le coefficient de transfert de chaleur du CO_2 diminue avec la diminution de la conductivité thermique, car la résistance thermique de la couche limite du fluide augmente lorsque la conductivité thermique diminue; sous une même conductivité thermique, le coefficient de transfert de chaleur du CO_2 augmente avec l'augmentation du nombre de Reynolds (Re), car lorsque Re augmente, la couche limite du fluide s'amincit et la résistance thermique de la couche limite diminue; sous des conditions de pression du fluide CO_2 dans le tube de 3 à 30 MPa, d'enthalpie de 500 à 1150 kJ/kg, et d'un Re du fluide de 1,1×10^5 à 2,1×10^6, une corrélation des coefficients de transfert de chaleur et de résistance prenant en compte la correction des propriétés physiques de la couche limite a été obtenu avec une déviation moyenne de 3,33 %, indiquant une grande précision. Ces résultats établissent une base pour la conception et l'étude ultérieures des chaudières S-CO_2.

关键词

chaudière au dioxyde de carbone supercritique; transfert thermique; mesures expérimentales; simulation numérique

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