矩形盘旋式螺旋管中超临界CO2流动传热特性研究

摘要

对超临界CO2在矩形盘旋式螺旋管内冷却换热进行数值模拟.研究了螺旋管矩形盘旋的不同长宽比对管内流动特性、湍动能、换热系数的影响,分析矩形螺旋管内对应流体截面的云图情况,并对超临界CO2在不同入口压力时流体传热系数和压降变化进行分析.研究结果表明,超临界流体温度冷却至准临界度前各组螺旋管换热系数基本一致,当流体温度下降至307 K之后,长宽比为3:1时换热系数相对其他长宽比较高,湍动更加剧烈,换热系数有一定提高,出口壁面温度相对要小;当流体温度高于其准临界温度时,压力降主要受流体压力的影响,压力越接近流体临界压力,对应的压力降越大,雷诺数Re增加,浮升力带来的二次流影响更强;而当流体温度低于其准临界温度时,压力降受主要受流体温度的影响,受流体入口压力的影响很小,流体温度越低,对应的压力降也越小,流体在矩形螺旋管中受离心力和浮升力共同作用,造成流体截面云图的速度梯度、温度梯度、比热容梯度有一定偏移.