疑似沸騰伝熱理論に基づき、水平管内の超臨界二酸化炭素（S-CO₂）の全周加熱と側半周加熱条件下における数値シミュレーション比較研究を行った。管内の超臨界流体の相分布を得て、管壁の類気膜厚さが超臨界流体の伝熱性能に影響を与える重要な要素であることを発見した。これは蒸発駆動力と慣性力の競合によって決定され、無次元超臨界K数で表現できる。局所的な類気膜の肥厚は伝熱悪化を引き起こし、流れ方向に沿って壁面温度が上昇し、周方向の不均一性が増大する。伝熱悪化条件は超臨界沸騰数SBOで精密に予測できる。圧力pが8～20MPa、質量流速Gが300～1300kg/(m²・s)、熱流密度q_wが42～500kW/m²の運転条件下で、全周均一加熱と比較して側半周非均一加熱は管内の伝熱特性を変化させる。第一に、蒸発駆動力の減少により類気膜厚さが減少し伝熱が強化される。第二に、上部および下部の超臨界K数の比率が減少し、類気膜厚さがより均一となり、正常伝熱から伝熱悪化への臨界SBO値が6.179×10^–4から9.798×10^–4に上昇し、最大上部・下部の伝熱温度差は116.3Kから57.1Kに低減する。側半周加熱は伝熱悪化および壁面温度不均一性を効果的に抑制し、水平型S-CO₂熱交換装置の安全運転に有利である。

超臨界二酸化炭素;類沸騰;伝熱悪化;半周加熱