几何因素对U型管内超临界甲烷流动换热影响

• 作者: 孙鹏 路义萍 韩昌亮 许麒澳 张羽楠
• 来源期刊: 哈尔滨理工大学学报
• 关键词: 超临界甲烷 流动传热 曲率 布置形式
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 机械动力工程|Mechanical and Power Engineering
• 页码范围: 132-137
• 页数: 6页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.15938/j.jhust.2021.04.018

摘要

超临界甲烷换热器广泛存在于工程实际中,由于超临界甲烷在拟临界温度附近物性变化剧烈,使得其流动与传热规律十分特殊而复杂.基于计算流体动力学(compautational fluid dynamics,CFD)原理,采用有限体积法对超临界甲烷湍流流动与传热特性进行数值模拟,在验证模型可靠性的基础上,分析了弯管曲率半径、U型管立式与水平布置形式对传热特性的影响.结果表明:在管壁边界热流密度q=80 kW/m2、入口质量流量G=75 kg/(m2·s)、入口温度Tin=180 K的条件下,迪恩涡强度随弯管曲率半径的增大而减弱,弯管处的对流传热系数随曲率半径增大而增大;此外,与水平布置相比,U型管立式布置时,超临界甲烷流体与壁面间的对流换热效果更强.本文研究结果对超临界甲烷换热器性能优化具有指导意义.