RNG k-? 난류 모델을 사용하여 초임계 CH₄-H₂ 혼합 작업유체가 수평 관 내에서 흐름 및 열전달 특성을 수치적으로 시뮬레이션하였다. 수소 혼합비 0~30%인 CH₄-H₂ 혼합 작업유체의 열물리적 특성과 수소 혼합비 0~15%일 때 수평 관 내에서의 열교환 과정을 분석하였다. 질량 유량(150~250 kg/(m²·s))과 열유속 밀도(150~250 kW/m²)가 수소 혼합비 10%인 CH₄-H₂ 혼합 작업유체 유동 및 열전달 특성에 미치는 영향을 중점적으로 연구하였다. 결과는 다음과 같다: 수소 혼합비가 0에서 30%로 증가할 때 CH₄-H₂ 혼합 작업유체의 의사임계 온도는 190.4 K에서 약간 상승한 후 즉시 181.7 K로 하락하였으며, 의사임계 압력은 4.3 MPa에서 12.3 MPa로 상승하였다; 수소 혼합비(0~15%) 증가에 따라 유체와 벽면 간의 열교환이 강화되었다; 질량 유량 증가가 CH₄-H₂ 혼합 작업유체의 열전달 능력을 강화하였고, 부력 효과에 의한 열전달 악화를 완화하였다; 열유속 밀도 증가가 혼합 작업유체 하벽면의 열전달을 강화하였으나, 기류막 조기 발생이 상벽면 열전달을 약화시켰다. 질량 유속과 열유속 밀도 증가가 서로 다른 정도로 열전달을 강화할 수 있다. 연구 결과는 수소 혼합 천연가스 운송 및 동력 사이클 시스템 내 혼합 작업유체 열교환기의 이론적 참고자료를 제공할 수 있다.

초임계 메탄;혼합 작업유체;열전달 특성;수치 시뮬레이션