螺旋盘管内超临界流体湍流换热数值模拟

摘要

随着当今世界能源的短缺，人们对于能源的节约意识越来越强，世界上各个国家都在积极寻找强化传热的技术，以此减少能源的浪费。现如今强化传热是一个综合工程研究的话题，特别是单相对流传热，其中螺旋盘管属于一种无源强化技术。螺旋盘管是一种高效强化换热管，它的结构紧凑因而被广泛应用于各种机械装置中的管路系统、热交换器、核动力和其它动力装置系统中。超临界状态下的流体表现出良好的流动和传热特性，在航空工程、制冷工程和电厂等诸多领域中应用非常广泛。
　　本研究主要内容包括：⑴介绍了课题背景，国内外研究现状以及本文研究内容。⑵介绍模型的建立，网格的划分，通过网格独立性分析，最终确定了保证精确性和时效性的计算网格。⑶介绍了超临界流体的物性变化，由于超临界状态下流体物性产生了很大变化，通过详细分析各物性参数随温度的变化规律，基于CFD二次开发编写较为快速的计算超临界流体物性的程序。⑷介绍了超临界压力下CO2在螺旋盘管中的换热特性数值模拟，分别比较了螺旋盘管的直径、螺距、有无重力以及质量流量的不同对换热特性的影响。⑸介绍了超临界压力下甲烷在螺旋盘管中的换热特性数值模拟，分别比较了螺旋盘管的直径、螺距、有无重力、质量流量以及热流量的不同对换热特性的影响，并将其与CO2换热特性进行比较。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3本文研究的目的及内容

第2章 超临界压力下螺旋盘管数值模型

2.1引言

2.2螺旋盘管几何模型

2.3数值计算模型

2.4边界条件设置

2.5网格无关性验证

2.6本章小结

第3章 超临界压力下CO2和甲烷物性

3.1 引言

3.2超临界状态下CO2物性变化

3.3超临界甲烷物性变化

3.4超临界流体物性UDF

3.5本章小结

第4章 超临界CO2螺旋盘管内换热特性

4.1 引言

4.2螺旋盘管直径大小对CO2换热特性影响

4.3螺旋盘管螺距大小对CO2换热特性影响

4.4有无重力作用对CO2换热特性影响

4.5入口质量流量大小对CO2换热特性影响

4.6本章小结

第5章 超临界甲烷螺旋盘管内换热特性

5.1 引言

5.2螺旋盘管直径大小对甲烷换热特性影响

5.3螺旋盘管螺距大小对甲烷换热特性影响

5.4有无重力作用对甲烷换热特性影响

5.5入口质量流量大小对甲烷换热特性影响

5.6不同热流量对甲烷换热的影响

5.7螺旋盘管横截面上的换热特性分析

5.8相同条件下超临界甲烷和CO2换热系数对比

5.9本章小结

结论

参考文献

声明

致谢