超临界CO2/R41混合工质小管径管内流动传热

摘要

采用CO2/R41(氟甲烷)混合物作为一种新型的传热工质,建立其在小管径管内冷却过程的物理模型,并通过数值模拟研究了不同压力、管径和混合比例对管内流动传热的影响.通过对比超临界流体模拟中常用的湍流模型,得到RNG模型能更好地应用于超临界混合工质的管内流动传热过程的数值模拟.结果表明压力对CO2/R41混合工质的换热系数影响显著,其工况越接近临界点换热系数越大;超临界混合工质的管内换热系数极值随着管径的减小而增大,2 mm光管的换热系数极大值相较4 mm和6 mm光管分别增加了 14.4％和30.7％,并且流动传热的均匀性更好,但是Nu数较低;6.5 MPa下的CO2/R41(20/80)相较于8.0 MPa下的纯CO2,其管内最大换热系数提高了 26.4％.