热能动力工程

作者：申楠楠，高 明，王治云，钟绍庚

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,

关键词：超临界二氧化碳;非均匀热流;倾角;换热性能

基金：国家自然科学基金（51976127）

为了探究超临界二氧化碳（SCO2）对流换热的影响因素，在考虑了管道倾角和钢管壁厚引起热流密度不均的情况下，针对SCO2在上、下半周不同热流密度条件、管道放置倾角、质量流量以及压力值时的换热情况进行了研究。模拟计算中金属管外径16 mm、内径12 mm、长度1 500 mm；外壁面热流密度为425.6 kW/m2；管内出口压力工况参数分别为7.6，8.5和9.5 MPa；质量流量分别为101.788，76.341和50.894 kg/s；管道倾角分别为0°（水平），30°，45°，60°和90°（垂直）。结果表明：在均匀加热条件下，由于钢管导热的影响使钢管内壁上半周的热流密度低于下半周；随着倾角的增大，二次流动能降低，上半周的热流密度逐渐接近下半周，同时，下半周的换热系数减小，上半周的换热系数增大。在非均匀加热条件下，沿着流动方向，初始阶段上半周的换热系数高于下半周的换热系数，随着流体温度增加，这种现象会发生逆转。因为当质量流量和压力增加时，上、下半周的换热系数均会增加，并且可以降低管道内壁面峰值温度。而不同加热方式下，上、下半周的温差与二次流动能有关。

来源：2023年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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