二氧化碳超临界流体的管内对流换热研究

玛丽莲梦兔
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2020年07月30日 18:38
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卷第期








,

,




超临

流体



对流












维诚< br>天津

学热

研究所











质研
究的 进



展系统

气体冷却
器的换热
问< br>题越
来越


人们











的重




首先阐
明了


界流



研究
的处理
原则
和分

方法
并重< br>新定






提高系统









方程计









性 变

规律并



获得超临

换热

联式


论求
解方




立了超


管内冷


程的数







换热

律提


法和
依据
关位


流换热
图分


超临界





献标








编号

,



亡亡


肠< br>肠
翅沙





,



,


幻。〔
,
访

,

,
,




,


,


,
,








现有物


数仍嫌
不足
,

,


临界循环

热力学分


仿





究等
方面
都 有较
大的















,
些年







物性
影 响




相邻各



给定状








,
,
,
并取




力学状态

在< br>其




应用
,
,


传热特性


可取




向< br>于
将临







,
的过

中存在着


逆损






使




压力














明气



器的
热效


提高系统是
十分关













越 低
使得

究超临

规律
,
,








准临



,

,
即对应


体定
,
系< br>统





,
而且















超出这



临界
状态< br>的影



忽略






物性关系
预示














最优







换热


况通

称流

在临




热 交


性变



,
,
,

气体
冷却器中

流动



换为超临界



热针




化气体冷却
器设计



为重


作者< br>认为该

义对

是不
适合


因< br>为
在温度



临界


界流


的处




分类
临 界

的划







质的换

分为

个换热




的一定


内物
性变化仍很



应< br>增

这一








,




其临




,




相区和
临界
区< br>一一





难确切的分
一一






,



稿







金项


家自然

学基金资













魏东
高等学< br>校



科点

项科研基


课题
武警
学院











能传
热传




程研



程热







围为



,

临界
区的
温度



天津

学热


究所


的< br>跨

界热





表泵


台的
特性参



出式
,
超 临界
流体
换热

处理

超临

流体


热规律
有其特殊



临界压力


,
尤其









强迫





,









在该条件
下浮



响是
可以

略的
。< br>,,









要表


当其

度在





近的




热系
数 与





迫对流
,






变化



热< br>物








增< br>高有时


这种
传热



,
“”
和恶
,

超临界换

计算
是< br>非








际工





人们






使人们



理的

究总
结前人


究结

,
,
,
重要的
流体

热物性
在临界点附


化非









态方程





,
成这











是由

物性


度变化
,















性变


律图











流体








造成< br>的
另外


出了





,
密度





热系
,,


成沿管









起热交换


不能把流



性作
,

梯度



力作



,
,


温度变化

规律曲
线

中可

看到

相同的










变化
非常


而且
在某个

值下


了最




临 界

度处
,

,
在处


临界< br>压




的流




,



,








常数

理必
须考虑

性< br>随



变化
,
,

按变



在临界点处





无 穷
大的

图还可


密度



导热


也是







沿

流方



面热
边界
层与














度梯度并


引< br>起密度梯度



临界点




的翁



减少

此产








使



中流体
的速




应力


重大




沿

的流
动方







所 造成




有时也不容
忽视


便

研究


将流体

性随温

变化
的影响



变化





生影
响浮


力加


影< br>,






,

着< br>温



高而


,
而且

化趋





山丹

,,< br>绍



,

,


响< br>区



,

行分别研


超临

流体换

的分








然对
流作
用的影

,
,




侧胡








分为




迫对流< br>换热
和混

对流






种情
况可以通过







则来
决定等人提





中当满< br>足

,





换热
过 程

的浮
升力
可以

忽略
。’







一‘











,





















,



















象幕




,

,









,
,图在临界


围内




密度




热系数随

度变

的规

超临界换






方法



化碳管
内冷却过程

力影晌的






界流

强迫



的理
论研




体 冷
却器进



体冷
却器出


,

温度





数值







单项

体常 物性









,
,









物性
的影响

次分







条件为




效率容




机容积


在不考
虑浮




条件


临界







只是


变物性




通过




,

动量






程的
无因< br>次


导出

,
但需

魏东等











内对流
换热
研究



定< br>常

,






性质

于二

稳定

人在论


指出 当壁



临界
温度而

体温度


,
边界层的



能量
方程



写为






,
有利







、< br>少


,
二二

、、、飞





况的

归于












,


百甲二








,
因为

层流体




导热

数由







心的是制





体冷


的传



,







十二
代二



访
下主


析在超临



下的

却< br>传



,




环< br>的


工况
,


式进

无因


化忽略


方向
的压

针对

临超临

,

体在


冷 却






况进行



化或
认为


力梯度












,


变物



努谢
尔特数


管内





,








,
,
,




力作用
,



。< br>。


,,


,



,
条件

变热流
在圆



四< br>边








‘< br>列
出该过









方程
如下



可以

出< br>,






密度




‘了






热系数

温度

变化






近的
,










、矛




其中

,



,


分平








石< br>一








尸< br>龟

下尸
,
,


式用指




写为

,

,










,





鲡不


中< br>,



,



分别为

式中
,,

,




,





流薪


紊< br>流





值解法


沿管长

变热流
边界
条件
,
故得




些年

,
在处









交换问









加原
理进行



,
采用


方法

接解




微分



的< br>切


,



展很











,
















,





质量








二二一
丁二尸丁长






成的



,
便
可以

到< br>沿管








式 中
矿是






数处
理的< br>努谢



,





,




分布

线
,




热系



是的函
数< br>,

是在

始冷却
时的



难确



流值
,


,

在常
热流

常物
性条
件下
,




,

、、



强的关

式该式
可通过

验来
确定

四< br>雨

结论




界流





特点
,




是非
超临
界流


换热规律有
其特


,



线


,





相互
祸合
,

能获得数值






强迫
对流换热
规律
不成立



跨临


,
方程组








系数
,
应分别用

制冷循环系统
,

浮力


是可以
忽略
不计的
,
户户













紊流经过分

,















扩散







散系




,
求解动


立了



管内
对流换


数学模



能 量方程就用





,






,



质量






方程





方法
,

临界
管内
流动


热特性







临界数值解奠

基础


管应
用的




,


现在


超临




流换




并< br>不

,






热< br>问





传热
传质学


北京科学

版社



究则更少
。< br>在研究近临

区的




的过


,


,




流 体

加热






,,

,



的平

温度在


点之下而
管壁温度在


,
临界
点之


,


系数就





时流

为类液


,






中沿

截面径

存在很



温度



,









由类


向类
气态


,



造< br>成
传热






,




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