超临界压力下碳氢燃料在竖直圆管内换热特性 被引量：25

1

作者 张斌 张春本 +2 位作者 邓宏武 徐国强 朱锟 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期595-603,共9页

以国产航空煤油RP-3为对象研究了超临界压力下热流密度和进口温度对碳氢燃料在竖直向上管和竖直向下管的换热特性的影响.实验中热流密度变化范围为300～600kW/m2,进口温度变化范围为293～723K,压力及流量分别保持为5MPa以及3g/s.研究表... 以国产航空煤油RP-3为对象研究了超临界压力下热流密度和进口温度对碳氢燃料在竖直向上管和竖直向下管的换热特性的影响.实验中热流密度变化范围为300～600kW/m2,进口温度变化范围为293～723K,压力及流量分别保持为5MPa以及3g/s.研究表明:在所有实验工况下,实验进口处将首先出现换热恶化现象,之后随着热边界层的充分发展换热逐渐增强;当管内流体状态从超临界压力液态过渡到超临界状态,由于物性的显著变化将导致换热沿管程方向得到显著强化.当进口油温超过其拟临界温度后,由于碳氢燃料吸热能力迅速降低导致管内出现了换热恶化.对于竖直向上流与竖直向下流,即使浮升力判断因子的值小于10-5,浮升力的影响仍然不能忽略.最后,在实验结果基础上,提出了超临界压力碳氢燃料在微细管内流动的强迫对流换热经验关系式. 展开更多

关键词 超临界压力 拟临界温度 碳氢燃料 浮升力 传热系数

原文传递

垂直上升光管内超临界水的传热特性试验研究 被引量：20

2

作者 潘杰 杨冬 +2 位作者 董自春 朱探 毕勤成 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期75-80,共6页

在压力22.5～30 MPa、质量流速1009～1626 kg/(m2.s)、内壁热流密度216～822 kW/m2的试验参数范围内,对均匀加热垂直上升光管内超临界压力水的传热特性进行了系统的试验研究,得到了不同工况下垂直上升光管内超临界水的传热特性,分析了... 在压力22.5～30 MPa、质量流速1009～1626 kg/(m2.s)、内壁热流密度216～822 kW/m2的试验参数范围内,对均匀加热垂直上升光管内超临界压力水的传热特性进行了系统的试验研究,得到了不同工况下垂直上升光管内超临界水的传热特性,分析了压力、内壁热负荷和质量流速变化对光管内壁温度及换热系数的影响,并给出了能用于工程实际的传热试验关联式。试验结果表明:在拟临界点附近,光管壁温随焓值平缓增加,超临界水的换热系数显著增大,管内出现了明显的传热强化现象;在远离拟临界点的区域,光管壁温随焓值的增大显著升高,换热系数迅速减小;压力与热流密度的增大以及质量流速的减小,均会导致壁温升高,换热系数减小,传热强化减弱;随着热流密度的增大,换热系数峰值提前出现。 展开更多

关键词 超临界压力 光管 壁温 换热系数 传热强化 拟临界点

下载PDF 职称材料

超临界压力水在垂直上升内螺纹管中的传热特性 被引量：22

3

作者 潘杰 杨冬 +2 位作者 朱探 董自春 毕勤成 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期307-314,共8页

在压力22.5～30MPa,质量流速430～1200 kg·m-2·s-1,内壁热负荷284～719kW·m-2范围内,对超临界压力水在均匀加热垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究,得到了内螺纹管内超临界压力水的传热特性,分析了压力、热负... 在压力22.5～30MPa,质量流速430～1200 kg·m-2·s-1,内壁热负荷284～719kW·m-2范围内,对超临界压力水在均匀加热垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究,得到了内螺纹管内超临界压力水的传热特性,分析了压力、热负荷和质量流速变化对内螺纹管壁温及传热系数的影响,探讨了拟临界区的传热机理,并给出了能用于工程实际的传热实验关联式。实验结果表明:垂直上升内螺纹管中超临界水具有良好的传热特性。在低焓值区内螺纹管壁温随焓增平缓增加,而在高焓值区壁温随焓增的升高明显。由于热物性的剧烈变化,超临界水在拟临界焓值区发生了明显的传热强化。压力与热负荷的增大以及质量流速的减小均会导致内螺纹管壁温的升高和传热系数的减小,使得传热强化现象削弱,甚至出现传热恶化。 展开更多

关键词 超临界压力 内螺纹管 壁温 传热系数 拟临界点 传热强化

下载PDF 职称材料

吸热型碳氢燃料RP-3替代模型研究 被引量：20

4

作者 程泽源 朱剑琴 金钊 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期391-398,共8页

利用广义对应态法则对吸热型碳氢燃料RP-3的5种替代模型的密度、黏度、导热系数和比定压热容进行了数值计算.计算温度变化范围为300～800K,压力变化范围为3～6MPa.结果表明：不同替代模型均能定性重现RP-3在拟临界温度附近的物性急剧变... 利用广义对应态法则对吸热型碳氢燃料RP-3的5种替代模型的密度、黏度、导热系数和比定压热容进行了数值计算.计算温度变化范围为300～800K,压力变化范围为3～6MPa.结果表明：不同替代模型均能定性重现RP-3在拟临界温度附近的物性急剧变化;由53%正十一烷,18%正丁基环己烷,29%1,3,5-三甲基苯组成的3组分替代模型在预测RP-3物性上表现最优,相对于实验数据,300-700K内密度相对误差均小于0.08;替代模型的相对分子质量越大,预测的拟临界温度越高,对拟临界温度下物性值的影响无显著规律. 展开更多

关键词 航空煤油RP-3 替代模型 广义对应态法则 物性 拟临界温度

原文传递

超临界甲烷在印刷电路板换热器中加热过程模拟 被引量：14

5

作者 李玮哲 林文胜 《低温工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期60-64,74,共6页

印刷电路板换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)是一种新型微通道换热器,其换热的高效性和集成性非常适合用于LNG接收站的中间流体换热器(IFV)中。对超临界甲烷在PCHE中的对流换热进行数值模拟,研究了质量流量、入口压力、热... 印刷电路板换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)是一种新型微通道换热器,其换热的高效性和集成性非常适合用于LNG接收站的中间流体换热器(IFV)中。对超临界甲烷在PCHE中的对流换热进行数值模拟,研究了质量流量、入口压力、热通量及通道形状对微通道内甲烷换热系数的影响。结果表明,表面换热系数随温度的变化先增大再减小,并在假临界温度处达到最大值;PCHE半圆形通道内的换热特性高于普通圆形通道;其换热系数随流速的增加而增加;随热流密度的增加而增加;压力对换热特性的影响与介质所处的温度区间有关。 展开更多

关键词 印刷电路板换热器 超临界甲烷 假临界温度 换热系数 数值模拟

下载PDF 职称材料

超临界二氧化碳在印刷电路板式换热器内的流动换热特性研究 被引量：13

6

作者 徐哲 张明辉 +3 位作者 段天应 付文 李秋龙 李培跃 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期849-855,共7页

印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器,具有换热效率高、耐高温、耐高压等优势,可广泛应用于海洋工程、核能、光热发电等领域。本文采用数值模拟的方法,计算了跨拟临界点超临界二氧化碳(SCO_(2))在印刷电路板式换热器内的流动换... 印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器,具有换热效率高、耐高温、耐高压等优势,可广泛应用于海洋工程、核能、光热发电等领域。本文采用数值模拟的方法,计算了跨拟临界点超临界二氧化碳(SCO_(2))在印刷电路板式换热器内的流动换热特性。结果表明:SCO_(2)流体温度达到拟临界温度时,流通截面内流体温度分布最均匀,因为此时流体的有效导热系数最大;SCO_(2)侧对流换热热阻在总热阻中占比最大,其次为导热热阻,水侧对流换热热阻最小;采用等效厚度法计算得到的导热热阻偏大;雷诺数越大,在拟临界温度附近换热强化的程度越大。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板式换热器 流动换热特性 拟临界温度 数值模拟

下载PDF 职称材料

航空煤油替代燃料模型热物性 被引量：12

7

作者 裴鑫岩 侯凌云 +1 位作者 莫崇康 董宁 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2122-2128,共7页

研究基于国产航空煤油RP-3液相组分数据,提出了单组分、简化3组分和详细13组分3种替代燃料模型,并对采用3组分替代模型计算得到的燃料密度、黏度、导热率、比热容4个热物性参数进行了在不同温度（300~1 000K）和压力（1~15MPa）状态下... 研究基于国产航空煤油RP-3液相组分数据,提出了单组分、简化3组分和详细13组分3种替代燃料模型,并对采用3组分替代模型计算得到的燃料密度、黏度、导热率、比热容4个热物性参数进行了在不同温度（300~1 000K）和压力（1~15MPa）状态下的分析.结果表明,燃料的物性在超临界压力下,随着温度升高,密度减小,黏性降低,热导率则先降后增,而比热容逐渐增大,同时,在拟临界温度附近,燃料热物性均发生变化剧烈,比热容在不同压力下对应不同峰值点,在3MPa下最大;压力的变化会使得拟临界温度发生改变,给密度的变化程度、比热容的峰值分布和热导率的大小带来一定的影响.采用3组分替代模型预测燃料热沉,经实验验证,其物理热沉吻合较好. 展开更多

关键词 航空煤油 再生冷却 替代燃料模型 热物性 拟超临界温度

原文传递

小管径超临界流体传热恶化特性研究 被引量：5

8

作者 范辰浩 王海军 +2 位作者 宋子琛 郑宇龙 脱晓冰 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2032-2039,共8页

根据IAPWS公布的IF97临界区比容反推方程重新拟合了超临界区域水的拟临界温度计算公式,进一步提高临界区的水和蒸汽物性计算精度。对水平小管径内超临界水的传热恶化特性进行了实验探究,实验结果表明:当平均流体温度小于拟临界温度时,... 根据IAPWS公布的IF97临界区比容反推方程重新拟合了超临界区域水的拟临界温度计算公式,进一步提高临界区的水和蒸汽物性计算精度。对水平小管径内超临界水的传热恶化特性进行了实验探究,实验结果表明:当平均流体温度小于拟临界温度时,换热系数出现峰值。平均流体与近壁流体的黏度比达到最大值,换热系数达到峰值;密度比达到最大值,传热恶化已经发生,管内进入拟汽相换热区或发生层流化现象。随着热流密度的增大,换热系数峰值越低;换热系数峰值和传热发生恶化的位置都向低焓值区偏移。 展开更多

关键词 超临界水 拟临界温度 小管径 传热恶化

原文传递

横摇工况下PCHE翼型肋通道内流动换热性能研究

9

作者 王抑扬 唐凌虹 辛杰 《当代化工》 CAS 2024年第2期495-499,共5页

研究了带有翼型肋的印刷电路板式换热器(PCHE)在横摇条件下,操作压力和横摇参数对超临界液化天然气(LNG)的流动换热性能的影响。结果表明:PCHE在较低压力条件下具有较好的换热性能,但流动性能较差。瞬时努塞尔数和瞬时达西摩擦阻力系数... 研究了带有翼型肋的印刷电路板式换热器(PCHE)在横摇条件下,操作压力和横摇参数对超临界液化天然气(LNG)的流动换热性能的影响。结果表明:PCHE在较低压力条件下具有较好的换热性能,但流动性能较差。瞬时努塞尔数和瞬时达西摩擦阻力系数随时间成准正弦关系,其周期与横摇周期相同。与稳态条件相比,横摇条件下具有更大的时间平均努塞尔数和达西摩擦阻力系数,并且换热性能和流动性能随着横摇幅度和横摇频率的增加而增加。此外,相比于横摇频率,横摇幅度对性能的影响更大。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 翼型 流动换热性能 准临界温度 横摇工况 数值模拟

下载PDF 职称材料

跨临界瞬态数值模拟中的高精度拟临界温度计算 被引量：2

10

作者 傅晟威 周翀 +1 位作者 杨燕华 程旭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期413-417,共5页

根据拟临界温度的定义,结合IAPWS-IF97水物性公式,迭代计算获得了不同压力下的拟临界温度数据,在此基础上拟合出拟临界温度与压力的关系式.基于该关系式计算构建了拟临界温度计算模块,用于热工水力系统程序的跨临界计算改造.应用修改后... 根据拟临界温度的定义,结合IAPWS-IF97水物性公式,迭代计算获得了不同压力下的拟临界温度数据,在此基础上拟合出拟临界温度与压力的关系式.基于该关系式计算构建了拟临界温度计算模块,用于热工水力系统程序的跨临界计算改造.应用修改后的热工水力系统程序,针对简单的模型进行了跨临界瞬态计算.结果表明,拟临界温度与压力拟合关系式能够用于超临界压力系统的跨临界瞬态计算. 展开更多

关键词 超临界水 跨临界瞬态计算 水物性 拟临界温度

下载PDF 职称材料

超临界水冷堆子通道中熵产行为数值研究 被引量：1

11

作者 杜鑫 邱庆刚 +1 位作者 丁雅倩 朱晓静 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1290-1295,共6页

针对超临界水冷堆堆芯六边形子通道内强制对流的传热及熵产行为,采用结构化六面体网格,利用商业软件CFX进行数值分析。湍流模型选择SSG(speziale-sarkar-gatski)雷诺应力模型并结合加强壁面处理方法提高近壁面数值模拟精度。研究结果表... 针对超临界水冷堆堆芯六边形子通道内强制对流的传热及熵产行为,采用结构化六面体网格,利用商业软件CFX进行数值分析。湍流模型选择SSG(speziale-sarkar-gatski)雷诺应力模型并结合加强壁面处理方法提高近壁面数值模拟精度。研究结果表明:缓冲层内流体处于拟临界温度附近时会带来周向局部传热强化,并且缓冲层以及粘性底层内的熵产变化最为明显,缓冲层对熵产变化的影响更为深远。窄缝区的熵产要多于中心区的熵产且传热对熵产造成的影响要远大于能量耗散对其的影响。在拟临界温度附近,熵产分布的周向不均性得到一定程度的削弱。本文分析结果将为超临界水冷堆的概念设计提供理论指导。 展开更多

关键词 熵产行为 超临界水 子通道 周向不均性 传热特性 湍流 拟临界温度

下载PDF 职称材料

基于临界区传热特性的LNG冷能与空分系统集成与优化

12

作者 陈仕卿 许剑 谭春青 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1607-1612,共6页

本文提出了一种利用LNG冷能的新型空分流程,利用LNG冷能冷却进入氮压机的下塔顶部氮气并使其节流液化,部分液体作为产品输出,部分液体流入过冷器后进入上塔顶部完成回流,节流产生的高压氮返回LNG冷能换热器补充冷能。本文采用MATLAB编... 本文提出了一种利用LNG冷能的新型空分流程,利用LNG冷能冷却进入氮压机的下塔顶部氮气并使其节流液化,部分液体作为产品输出,部分液体流入过冷器后进入上塔顶部完成回流,节流产生的高压氮返回LNG冷能换热器补充冷能。本文采用MATLAB编程对该流程进行计算,并考虑冷热流体在临界区比定压热容随温度剧烈变化的特性,分析氮气压缩机入口温度与总压比对系统能耗、LNG冷能利用率的影响。计算结果表明:氮气压缩机入口温度的降低会同时降低氮压机耗功和LNG冷能利用率,系统等效能耗随其先降低后升高;氮气压缩机总压比的升高会增加氮压机耗功与LNG冷能利用率,但系统等效能耗随之降低;将氮气压缩机入口温度选定为准临界温度时冷能利用系统的等效能耗最低,LNG冷能的利用最高效,相较于已有文献研究结果,本研究所设计新流程的单位液体产品能耗与LNG冷能利用率等指标均有大幅度提高。 展开更多

关键词 LNG冷能 空分流程 准临界温度 冷能利用率 系统等效能耗

原文传递

超临界压力下CO_2在螺旋管内的混合对流换热 被引量：35

13

作者 王淑香 张伟 +1 位作者 牛志愿 徐进良 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3917-3926,共10页

在恒热流条件下,对超临界压力CO2在内径为9 mm,绕径为283 mm,节距为32 mm的螺旋管内垂直上升混合对流的传热特性进行了实验研究,实验参数范围为：进口压力8 MPa、质量流速0～650 kg·m-2·s-1、内壁热负荷0～50 kW·m-2。... 在恒热流条件下,对超临界压力CO2在内径为9 mm,绕径为283 mm,节距为32 mm的螺旋管内垂直上升混合对流的传热特性进行了实验研究,实验参数范围为：进口压力8 MPa、质量流速0～650 kg·m-2·s-1、内壁热负荷0～50 kW·m-2。研究发现：受热螺旋管内超临界压力CO2的壁温及传热特性由变物性、浮升力及离心力的耦合作用共同支配,变物性及浮升力影响的相对大小可用Buoyancy数定性表征,当Bo〉8×10-7时,自然对流占主导作用,浮升力作用引起强烈的二次流效应,显著强化传热;在浮升力和离心力共同作用下,截面周向温度最低点出现在外下侧区域,且当浮升力作用占优时,底部区域的传热系数大于外侧,当离心力作用占优时,底部区域的传热系数小于外侧。基于本实验获取的2346个数据点,得出了计算Nu实验关联式,90%以上的实验值与拟合公式计算值偏差在±20%以内。 展开更多

关键词 超临界压力CO2 螺旋管 混合对流 准临界温度 浮升力

下载PDF 职称材料

小型CO_2制冷系统最佳充注量的计算及实验研究 被引量：11

14

作者 王栋 李蒙 +1 位作者 武卫东 张华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期80-84,共5页

为了确定展示柜CO2制冷系统的最佳充注量及充注量对系统性能的影响,首先运用实验数据法和额定工况法对系统的充注量进行理论计算,在此基础上,进行了一系列实验研究。结果表明:针对小型传统制冷系统的充注量理论计算方法也适用于CO2系统... 为了确定展示柜CO2制冷系统的最佳充注量及充注量对系统性能的影响,首先运用实验数据法和额定工况法对系统的充注量进行理论计算,在此基础上,进行了一系列实验研究。结果表明:针对小型传统制冷系统的充注量理论计算方法也适用于CO2系统,计算结果误差很小;应用实验数据法和额定工况法计算小型CO2制冷系统充注量,结果几乎相同;对于CO2跨临界制冷系统,如果采用回热循环,系统运行一段时间后将达到假临界状态,吸、排气温度产生突降。本研究可为小型CO2制冷系统最佳充注量的确定及如何维持系统高效运行提供理论指导。 展开更多

关键词 CO2 小型制冷系统 制冷剂充注量 假临界温度

下载PDF 职称材料

充注量对小型CO_2制冷系统影响的实验研究 被引量：11

15

作者 王栋 姜敬德 +1 位作者 任红梅 梁高丰 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期56-59,共4页

为了研究充注量对小型二氧化碳制冷系统的影响,利用一套展示柜二氧化碳制冷系统,进行了不同充注量的实验。讨论了充注量对二氧化碳制冷系统吸排气压力、运行功率、吸排气温度的影响。同时,结合本系统,对假临界现象进行了分析,结果表明:... 为了研究充注量对小型二氧化碳制冷系统的影响,利用一套展示柜二氧化碳制冷系统,进行了不同充注量的实验。讨论了充注量对二氧化碳制冷系统吸排气压力、运行功率、吸排气温度的影响。同时,结合本系统,对假临界现象进行了分析,结果表明:充注量不足,蒸发、冷凝压力低,压缩机吸、排气温度高,系统COP较低;充注量过多,系统运行功率高,系统制冷系数降低;系统运行一段时间后,回热器热侧出口达到假临界温度,吸、排气温度产生突降;随着充注量的增加,吸、排气温度突降点前移。本研究可为跨临界二氧化碳制冷系统最佳充注量的确定及如何维持系统高效运行提供理论指导。 展开更多

关键词 二氧化碳 充注量 假临界温度

下载PDF 职称材料

水和蒸汽拟临界温度的计算模型浅析 被引量：1

16

作者 马栋梁 张亚强 +1 位作者 朱延海 谭阳文 《华北电力技术》 CAS 2012年第2期20-22,共3页

拟临界温度的大小,对于确定临界区域水的过热度具有重要意义。通常计算拟临界温度,需要多次循环迭代计算出最大比热从而得出拟临界温度。文章依据在各个压力下计算出的拟临界温度,运用最小二乘法,拟合得出了一种计算拟临界温度的计算方... 拟临界温度的大小,对于确定临界区域水的过热度具有重要意义。通常计算拟临界温度,需要多次循环迭代计算出最大比热从而得出拟临界温度。文章依据在各个压力下计算出的拟临界温度,运用最小二乘法,拟合得出了一种计算拟临界温度的计算方程。通过与迭代计算实际得到的拟临界温度相比较验证,计算误差完全在工程计算允许误差范围内。该计算方程形式简单,易于工程组态计算。 展开更多

关键词 水和蒸汽 超临界机组 IAPWS-IF97 最小二乘法 拟临界温度 拟合方程

下载PDF 职称材料