超临界二氧化碳在密闭竖直细管内传热试验

超临界流体技术是新兴的化工技术之一,传热是其工程应用研究的重要方向。以二氧化碳作为超临界流体的代表,通过试验得到密闭竖直细管内二氧化碳在超临界状态下自然对流的传热特性。探索了试验段管径、加热段加热功率不变,试验工质在不同压力的条件下的传热特性。研究表明:竖直密闭细管内的超临界流体二氧化碳的传热方式以自然对流为主。加热试验段,当试验段壁温升高到超临界温度以上,密闭空间内超临界状态的二氧化碳在稳定操作条件下,通常会发生"脉动"传热现象。试验段充入二氧化碳后,加热段的测温点温度降低3℃,而在冷凝段测温点温度却提升了近6℃,各测温点间温度差减小,即试验段的温差呈现"展平"现象。说明在超临界压力下,二氧化碳的传热性能好于常规状态。     

竖直细管中超临界二氧化碳传热数值研究

采用Realizable k-ε湍流模型对冷却条件下超临界二氧化碳竖直向上流过内径为0.4 mm的细圆管的对流换热进行了数值研究,分析了二氧化碳进口温度、质量流量、压力以及冷却水量等对二氧化碳对流换热的影响.研究表明,二氧化碳进口温度和冷却水量对于其换热过程的影响比较小;二氧化碳质量流量和压力的影响较为显著,质量流量越高,传热系数提高就越明显;压力越接近二氧化碳的临界压力,传热系数在临界点附近的变化越剧烈,峰值越大.     

印刷电路板换热器中S-CO2换热特性数值分析

为了探究超临界二氧化碳(S-CO2)在直通道印刷电路板换热器(PCHE)中换热特性,本文采用数值模拟方法对此问题进行了研究.计算分析了S-CO2在印刷电路板换热器中的换热特性,并对比了在单独改变一侧通道入口温度、工作压力及工质流量时对流换热系数和壁面努塞尔数的变化趋势.研究结果表明:由于工作压力不同,超临界二氧化碳工质...     

超临界二氧化碳萃取的研究与应用

介绍了超临界流体的特性及其萃取基本原理,讨论了超临界流体萃取技术与传统萃取方法相比具备的优点,评述了超临界CO2的特点,概述了国内外超临界CO2萃取技术在医药、食品、香料、石油化工以及环境保护等领域的开发及应用。     

微通道内纳米流体的流动与换热特性

以不同浓度的TiO₂-水纳米流体和水为冷却工质,在扇形微通道热沉内进行流动和换热特性模拟和实验研究.模拟采用有限体积法的两相混合模型,搭建了能测量纳米流体流量、进出口压降和温度、底面加热膜温度的实验系统;工质在微通道内的雷诺数处于207~465,加热膜热流密度为2×10⁶W/m².结果显示:在扇形微通道内,纳米流体的摩擦阻力系数随Re变化趋势与水相似,且均比水大;随着Re的增大,各工质的摩擦阻力系数下降.纳米流体的传热性能强于水;随着TiO₂纳米颗粒浓度和Re的增大,Nu升高,纳米流体的强化传热能力随之提高.     

二氧化碳管内流动与换热研究现状及展望

随着CFCs和HCFCs类制冷工质替代研究的深入 ,天然工质二氧化碳再次受到国内外的重视 .本文详细介绍了近年来二氧化碳在管内流动及换热的研究状况 ,并提出了有待进一步开展的研究内容     

实验规模的超临界二氧化碳萃取

报导了400mL SFE试验装置的萃取效果和运行情况，介绍了超临界流体性质及文中研究的工艺过程，讨论了SFE设备的设计及其工业化过程中存在的若干问题。     

超临界二氧化碳萃取蛋黄油的工艺研究

用超临界二氧化碳萃取技术，在比较温和的实验条件下，从蛋黄粉中分离出蛋黄油。通过正交实验确定了较佳的工艺参数为：萃取压力24Mpa，萃取温度50℃，萃取时间5h，在此条件下，蛋黄油的萃取率可达80.1%。     

套管换热器换热特性的数值分析

采用三维模型数值模拟了套管的换热特性,分析了套管换热器出口位置、倾角对套管对流换热性能的影响,选择给出了部分截面上的温度、Nusselt数(Nu)和对流换热系数的分布.结果表明:套管出口位置对换热量有重要影响,而倾角对换热量影响很小;温度在热边界层内发生剧烈变化,外管壁面温度变化不明显;对流换热系数随雷诺数(Re)(2 650~10 800)的增加而增加.将Nu的计算结果与Kays和Leung的解析解作了比较,二者吻合很好.     

高浓度二氧化碳烟气辐射换热特性分析与计算

介绍了常规辐射特性计算方法、逐线计算方法和基于光谱法窄谱带模型的Leckner方法,采用Leckner方法对二氧化碳烟气辐射特性进行计算并与常规计算和逐线计算进行比较,结果表明由于范围限制常规方法不适用于高浓度二氧化碳烟气辐射特性计算,Leckner方法能保证足够精度,较之传统方法有着更广泛的适用范围,可用于高浓度二氧化碳烟气辐射特性计算;采用Leckner方法计算表明,在高浓度二氧化碳烟气中,发射率随烟气温度的增加而降低,随辐射层厚度的增加而升高。     

反应堆矩形强化流道内超临界水流动传热特性数值研究

反应堆堆芯超临界水流动传热特性复杂,为优化其传热特性,针对反应堆堆芯矩形强化通道的超临界水传热特性进行数值研究,采用雷诺应力湍流模型,研究了25 MPa超临界压力下,单根燃料棒在无肋、带长条肋和等距短肋布置的三种矩形流道内的流动传热特征.研究结果表明:堆芯矩形通道内设置肋片可强化传热,不同肋片布置方式的传热强化效果显著不同;强化通道内角部超临界水温度比无肋流道内角部温度高,强化流道径向截面内不同位置温差小;无肋流道最窄处超临界水存在流动死区,且死区随轴向高度变化较小,带长条肋布置流道最窄处超临界水流动死区范围减小,在近肋片区域出现流动死区,等距短肋流道内无明显流动死区;三种流道中,带等距短肋布置的流道相对合理.     

超临界CO2在螺旋管式冷却器内的传热特性研究

螺旋管结构紧凑、换热效率高,在CO₂气体冷却器中应用广泛. 超临界CO₂热物性变化剧烈,其在螺旋管内的传热特性异常复杂. 通过对不同冷却热流密度和质量流速工况下的数值模拟发现,螺旋管内超临界CO₂传热系数沿流动方向呈近似抛物线分布; 冷却热流密度越大,传热系数峰值越高,出现峰值的流动转角越小; 质量流速越大,传热系数峰值越高,出现峰值的流动转角越大; 不同热流密度与质量流速的比值决定整个流动方向传热系数的涨落,基于此提出了一个适用于均匀冷却螺旋管内超临界CO₂传热计算的关联式,可为螺旋管式气体冷却器的优化与设计提供参考.     

反应堆堆芯强化通道内超临界水流动传热特性数值研究

反应堆堆芯超临界水流动传热特性复杂,对堆芯强化通道的研究较少.针对反应堆堆芯矩形强化通道的超临界水传热特性进行数值研究,采用雷诺应力湍流模型,研究了25 MPa超临界压力下,单根燃料棒在无肋、带长条肋布置和等距短肋布置的3种矩形流道内的流动传热特征.研究结果表明:堆芯矩形通道内设置肋片可强化传热,不同肋片布置方式的传热强化效果显著不同;强化通道内角部超临界水温度比无肋流道内角部温度高,强化流道径向截面内不同位置温差小;无肋流道最窄处超临界水存在流动死区,且死区随轴向高度变化较小,带长条肋布置流道最窄处超临界水流动死区范围减小,在近肋片区域出现流动死区,等距短肋流道内无明显流动死区;3种流道中,带等距短肋布置的流道相对合理.     

管内对流换热过程的分析

以损失数作为目标函数来表征该热力学过程的不可逆程度,分析了管道内对流换热过程中的损。考察了管道工质的雷诺数对损失数的影响,并在定热流密度和定壁温两种情况下对损失系数进行了优化,结果表明：在定热流密度下,当流量为定值而管内径为变量时,损失系数有优化值。在定壁温情况下,损失系数无优化值。     

打印电路板式换热器流动与传热数值模拟研究

印刷板式换热器是一种新型高效紧凑式微型通道热交换器,具有紧凑、耐高温、高压的优点,在太阳能、液化天然气和核能等清洁能源领域受到广泛地关注与重视。针对印刷板式换热器应用于LNG行业的汽化器,采用超临界氮气作为工作流体。利用数值模拟和理论分析的方法研究PCHE不同流道弯曲角度、不同直径下进口截面温度变化对内部流动与传热效率的影响。结果表明,弯曲角度增大时,所对应的对流换热系数的数值也随着增大,压降也随之升高;流道直径的加大不仅使对流换热系数增强,压降也随之减小,有较好的传热效果。     

添加剂存在下超临界CO2萃取乙醇的研究

本文报导,加入添加剂后,采用超临界ＣＯ２萃取乙醇,能越过乙醇－水系统的常压恒沸组成,获得无水乙醇,并可显著提高乙醇的萃取得率     

波纹管层流传热与流动的三维数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT对波纹管在层流情况下的传热与流动问题进行了三维数值模拟。所模拟的波纹管的母线由多段凹凸圆弧组成(半径分别为R1和R2),其公称直径为20mm,长度为2m。模拟了几何参数R1、R2对其传热与流动性能的影响。在模拟过程中压力-速度耦合选用SIMPLEC格式,压力方程的离散选用Standard格式,其他方程的离散均选用QUICK格式。结果表明:与光管相比,层流情况下波纹管能显著强化传热,在雷诺数(Re)相等情况下,波纹管的R1越大、R2越小时的强化传热效果越好;在几何参数相同情况下,Re越大,强化传热效果越好,在所研究的范围内,Nu最大增加了199.5%。同时,波纹管还具有良好的流动性能,大部分Re的范围内流动阻力系数小于光管的情况,并且随着Re的增大而逐渐接近于光管的摩擦系数。     

二元熔盐在螺旋槽管内流动和传热特性数值模拟

为探索数值模拟方法预测二元熔盐在螺旋槽管内的流动和传热特性研究中的可行性,使用Ansys软件对熔盐在不同几何参数的螺旋槽管内的流动和传热特性进行数值模拟。采用半周加热,研究在不同工况下熔盐入口温度和热流密度变化时熔盐的流动和传热特性。通过数值模拟得到了熔盐在螺旋槽管内的流动速度分布云图和矢量图,得到了熔盐在管道出口温度分布云图,并计算得到熔盐在管内的Nu-Re变化曲线。结果表明,熔盐管内流速呈现周期性变化,同时产生二次环流流动。熔盐在螺旋槽管内的传热Nu数和Re数的变化趋势一致,出口温度分布不均匀性较小。随着螺旋槽管槽深的增大,对熔盐的传热效果也相应提高。熔盐入口温度越高,螺旋槽管内熔盐的传热效果越好。     

导向管充气喷动床的流动与传热特性研究

在直径９２ｍｍ的有机玻璃制导向管充气喷动床反应器内,以玻璃珠为实验物料,以空气为喷动和充气气体,在导向管充气喷动床的最大允许充气速度范围内,考察充气速度对导向管充气喷动床的最小喷动速度、床层压降、中心喷泉高度的影响,采用示踪粒子的方法,研究充气速度对颗粒在壁效应区的下移速度的影响。并考察了热模装置内充气速度对壁与床层间传热系数的影响。结果表明：充气有利于导向管喷动床的喷动床的喷动及操作稳定性;充气     

横掠椭圆管的换热及流动特性分析

利用隐式有限差分法,对横掠不同轴径比a/b情况下的椭圆管换热及流动特性进行了研究。得到了边界层内速度分布和边界层厚度发展状况。讨论了a/b对边界层分离点的影响。得到了不同管型椭圆管的局部对流换热分布规律,并与圆管和平板绕流进行了比较。