近临界流体微通道极限热松弛过程研究

摘要

超临界CO2流体作为新型的替代性环保流体和工作介质，在化工萃取、能源利用、机械工艺过程等方面都有广泛的应用。从机理上看，在临界点附近的流体流动和热松弛过程因为其物理和输运特性剧烈变化而产生一系列新的现象。本文采用数值方法研究了近临界CO2流体在微通道内由于受热而产生的一系列边界扰动和松弛演化过程。研究表明，近邻界CO2在微通道对流起始过程中会产生由于热边界层快速热膨胀（密度和压力松弛），从而引起主流的涡旋流动。这种不稳定性可以归为开尔文-亥姆霍兹（Kelvin-Helmholtz instability）不稳定性。进一步，研究从理论上初步解释了该种近邻界流体不稳定性的来源和演化过程。