热能动力工程

作者：祝 超，牛胜利，王 俊

单位：山东大学 能源与动力工程学院，山东 济南 250061,,山东大学 能源与动力工程学院，山东 济南 250061,,山东大学 能源与动力工程学院，山东 济南 250061,

关键词：数值模拟;超临界水;半周加热;螺纹结构;传热强化

基金：山东大学青年学者未来计划资助项目(2015WLJH33)

通过数值模拟研究了超临界水在半周加热内螺纹管中的流动传热过程。采用SST k-ω湍流模型求解流固耦合换热，在压力25 MPa、质量流速600 kg/(m2•s)、热流密度分别为280 kW/m2和470 kW/m2条件下研究了螺纹高度、螺距和螺纹形状等结构参数对超临界水传热的影响，比较了全周加热和半周加热条件下螺纹结构参数对传热的影响差异，揭示了螺纹结构参数变化引起的传热强化机理。结果表明：与全周加热相比，半周加热条件下螺纹结构参数增强了对加热侧换热性能的影响，削弱了对整体平均换热性能的影响，冷侧壁面温度主要受周向导热的影响，仅与热流密度有关，不同螺纹结构参数下冷侧温度分布几乎没有变化；当浮升力准则数Bo>10-5时，优化螺纹结构对改善超临界水换热性能的效果更突出，增大螺纹高度、减小螺距能够强化换热，矩形内螺纹管的换热性能优于梯形内螺纹管；旋流是内螺纹管中超临界水传热强化的主要因素，结构参数主要通过强化边界层30

来源：2023年第6期

《热能动力工程》期刊编辑部

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