微通道内超临界氮气三维热流场实验与数值模拟

• 作者: 韩昌亮 辛镜青 于广滨 刘俊秀 许麒澳 姚安卡 尹鹏
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 微通道 超临界氮气 热流场 关联式
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 653-662
• 页数: 9页
• 分类号: TE088
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211034

摘要

利用实验与数值模拟相结合的方法研究了超临界氮气 （SCN2） 三维热流场特性，在用实验数据验证数值方法可靠性基础上，分析了压力 （3.6~7 MPa） 和质量流速 ［800~1200 kg/（m2∙s）］ 对 SCN2对流传热特性的影响，揭示了微通道圆管不同圆周方向上SCN2热流场规律。结果表明：在低压力和高质量流速下，同一轴向位置处，径向内壁温最大值出现在圆管 90°处；质量流速越大，内壁温最大值和对流传热系数最小值由圆管 180°向90°处发生了转移；当浮升力系数 Gr*/Re2>1时，浮升力有利于强化圆管底部区域流体传热能力；基于获得的数据，提出了一个新的适合预测微通道圆管内SCN2对流传热特性的无量纲换热关联式，预测误差小于20%。研究结果为微通道换热器优化设计提供了参考。