【Objetivo】 Construir um novo sistema elétrico limpo e com baixo carbono requer o desenvolvimento de tecnologias térmicas eficientes e flexíveis. O ciclo semicerrado de dióxido de carbono supercrítico (supercritical carbon dioxide, S-CO₂) aquece diretamente o fluido de trabalho pela queima de combustível com oxigênio puro, realizando geração eficiente de energia e captura de carbono sinérgicas. Este artigo tem como objetivo investigar o problema não esclarecido das características de transferência de calor e massa de condensação do fluido composto CO₂/H_2O no trocador de calor do ciclo semicerrado S-CO₂. 【Método】 Foi desenvolvido um modelo numérico tridimensional de fluxo de condensação e transferência de calor para o fluido composto CO₂/H_2O, estudando sistematicamente os efeitos da vazão mássica (2×10^–4～4×10^–4 kg/s), densidade de fluxo térmico (–9～–14 kW/m²) e fração molar de vapor d'água na entrada (3,3%～20,0%) sobre a distribuição do filme líquido condensado, coeficiente de transferência de calor e taxa de transferência de massa. 【Resultados】 Os resultados indicam que o coeficiente médio de transferência de calor superficial aumenta com o aumento da vazão mássica, mas existem diferenças na variação do coeficiente médio de transferência de calor com o aumento da densidade de fluxo térmico para diferentes vazões mássicas; a taxa de transferência de massa axial aumenta e depois diminui ao longo da direção do fluxo, água condensada se acumula na parte inferior do tubo em baixas vazões mássicas e alta densidade de fluxo térmico, enquanto apresenta distribuição anular em altas vazões mássicas e baixa densidade de fluxo térmico; quando a fração molar de vapor d'água na entrada aumenta de 3,3% para 20,0%, o coeficiente médio de transferência de calor aumenta 20,22% e o pico da taxa de transferência de massa desloca-se em direção à entrada. 【Conclusão】 Os resultados do estudo podem fornecer suporte teórico para o projeto do trocador de calor do ciclo semicerrado S-CO₂, auxiliando na melhoria da eficiência do sistema e no desempenho da captura de carbono.

fluido composto CO_2/H_2O; simulação numérica; condensação; características de transferência de calor e massa; ciclo semicerrado S-CO_2