Повышение эффективности теплообмена между жидким свинцово-висмутовым сплавом (LBE) и сверхкритическим диоксидом углерода (S-CO2) имеет важное значение для развития передовых ядерных систем. С помощью численного моделирования исследованы теплопередающие характеристики пластинчатых теплообменников с четырьмя типами геометрических моделей каналов: прямой, крыльевой, S-образный и Z-образный. Результаты показали, что тепловое сопротивление на холодной стороне значительно выше, чем на горячей, коэффициент теплопередачи на горячей стороне для прямоточного PCHE в среднем в 26,2 раза выше, чем на холодной. При фиксированной структуре горячей стороны каналов основное внимание уделялось влиянию различных структур холодной стороны каналов на теплопередачу PCHE. Результаты показали, что по сравнению с прямолинейными каналами теплопередача для Z-образных, S-образных и крылатых каналов увеличилась на 23,3%, 22,2% и 10,6% соответственно, а показатели эффективности насоса возросли в 1,48, 1,68 и 1,44 раза соответственно. Кроме того, была проведена сравнительная оценка динамических характеристик различных PCHE при увеличении расхода на холодной стороне на 20%, при этом время повторного баланса у прямого канала оказалось самым коротким, причем потери давления жидкости были более заметны по сравнению с ростом теплопередачи. Результаты исследования обеспечивают теоретическую основу для оптимизации конструкции теплообменника LBE/S-CO2 и имеют руководство к повышению тепловой эффективности систем ядерного поколения следующего поколения.

печатный платный теплообменник; сверхкритический диоксид углерода; жидкий свинцово-висмутовый сплав; теплогидравлические характеристики