超临界水在半周加热倾斜管内传热数值模拟

摘要

以超（超）临界锅炉为研究背景，用数值模拟方法研究半周加热条件下超临界水在倾斜光管内流动和传热特性。基于CFD软件CFX，针对管径为Φ32×3mm、倾角为20°的倾斜光管，在不同压力、不同质量流量和热负荷条件下，对管内流体的流动和传热特性进行了数值计算；分析了大比热区内倾斜光管内壁面上下母线温度、温差以及加热面中心母线传热系数随工质焓值变化的特性及机理；并讨论由于大比热区水的物性变化而产生的流体分层和二次流现象对管内流动和传热不均匀性的影响。为检验数值模拟的合理性，针对文献中的实验条件进行了相应的数值计算，计算结果与实验结果吻合良好。