유사 비등 열전달 이론을 기반으로 수평관 내 초임계 이산화탄소(S-CO₂)의 전 주위 및 측면 반주위 가열 조건에서 수치 시뮬레이션 비교 연구를 수행하였다. 관내 초임계 유체의 상 분포를 얻었으며, 관벽의 유사 기체막 두께가 초임계 유체의 열전달 성능에 영향을 미치는 핵심 요소임을 발견하였다. 이는 증발 동량력과 관성력 간의 경쟁에 의해 결정되며, 무차원 초임계 K수로 표현할 수 있다. 유사 기체막의 국부적 증가는 열전달 저하를 초래하며, 벽면 온도가 유동 방향을 따라 상승하고 원주 방향에서 불균일성이 심화된다. 초임계 비등수 SBO로 열전달 저하 조건을 정확히 예측할 수 있다. 압력 p가 8~20 MPa, 질량유량 G가 300~1300 kg/(m²·s), 열유속 밀도 q_w가 42~500 kW/m²인 운전 조건에서 전 주위 균일 가열과 비교하여 측면 반주위 비균일 가열은 관내 열전달 특성을 변화시킨다: 첫째, 증발 동량력 약화로 유사 기체막 두께 감소 및 열전달 강화; 둘째, 상하 모선 초임계 K수 비율 감소로 유사 기체막 두께가 더 균일해지며 정상 열전달에서 열전달 저하로 전환하는 임계 SBO값이 6.179×10^–4에서 9.798×10^–4로 증가하고, 최대 상하 온도 차이가 116.3 K에서 57.1 K로 감소한다. 측면 반주위 가열은 열전달 저하 및 벽면 온도 불균일을 효과적으로 억제하여 수평형 S-CO₂ 열교환 장비의 안전 운전에 유리하다.

초임계 이산화탄소; 유사 비등; 열전달 저하; 반주위 가열