超临界二氧化碳在水平螺旋槽管和光管管内传热特性的数值模拟

摘要

本文采用RNG k-𝜀湍流模型(RNG为一种重整化群的数学方法)对超临界二氧化碳流体在主管内径为22.12 mm、长度为960 mm的螺旋槽管内的冷却换热进行了数值模拟,研究了入口雷诺数,入口压力和有无浮升力对管内流动传热的影响,并和水平光管内的冷却换热进行了对比。结果表明,当入口雷诺数相同时,入口压力为8、9和10 MPa下螺旋槽管的平均传热系数分别比光管高24.64%、28.75%、25.56%;在入口压力相同,入口雷诺数分别为35000、45000、55000下螺旋槽管的湍动能分别比光管高4.4%、18.5%和16.0%;在螺旋槽管和光管中有浮升力的传热系数大于无浮升力情况下的传热系数,且相比光管,浮升力对螺旋槽管具有更大的影响。