方形微通道内超临界CO2流动换热特性研究

• 作者: 许婉婷 许波 王鑫 陈振乾
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 超临界二氧化碳 数值模拟 传热 浮升力效应 二次流强度
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 1534-1545
• 页数: 11页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211466

摘要

采用SST k-ω湍流模型对加热条件下超临界CO2在方形微通道内的流动换热特性进行了数值模拟。通过对比三种壁面平均传热系数、浮升力参数和二次流强度的沿程变化研究了管型、热通量、质量流量和倾斜角度对微通道内流动换热性能的影响。结果表明：水平方形微通道的整体换热性能优于相同水力直径的半圆形微通道。流体域典型截面的温度分布、速度分布和湍动能分布等信息可以很好地解释水平方向流动时上、下壁面传热差异的现象。减小热通量、增大质量流量或减小流体流动方向与重力方向之间的夹角，可提高方形微通道的整体换热水平。该模拟结果对以超临界CO2为工质的微通道换热器的设计和优化具有一定的理论指导意义。