超临界二氧化碳物性参数测量方法综述

对于超临界二氧化碳(S-CO₂)物性参数的获取,一般可从美国国家标准与技术研究院(NIST)直接查询,但SCO₂在临界点处物性发生剧烈变化。在实际工业应用中,S-CO₂的密度、粘度和热导率这3个方面对与超临界二氧化碳布雷顿循环的研究有着很重要的作用,为了解目前S-CO₂物性的测量方法,该文对当前所涉及到的S-CO₂基本物性测量方法进行梳理,包括密度测量法中的可变体积法、单双沉浮法、振动管法;导热率测量法中的平板法、双圆筒和热线法;粘度测量中的落球法、粒子沉降法、旋转体法、振动盘法、振动线法。在对物性测量方法的整理后,提出可使用振动梁法测量S-CO₂的密度,振动线法测量S-CO₂的粘度,平板法测量S-CO₂的热导率。     

不同倾角条件下非均匀热流对超临界二氧化碳对流换热的影响

为了探究超临界二氧化碳（SCO2）对流换热的影响因素,在考虑了管道倾角和钢管壁厚引起热流密度不均的情况下,针对SCO2在上、下半周不同热流密度条件、管道放置倾角、质量流量以及压力值时的换热情况进行了研究。模拟计算中金属管外径16 mm、内径12 mm、长度1 500 mm;外壁面热流密度为425.6 kW/m2;管内出口压力工况参数分别为7.6,8.5和9.5 MPa;质量流量分别为101.788,76.341和50.894 kg/s;管道倾角分别为0°（水平）,30°,45°,60°和90°（垂直）。结果表明：在均匀加热条件下,由于钢管导热的影响使钢管内壁上半周的热流密度低于下半周;随着倾角的增大,二次流动能降低,上半周的热流密度逐渐接近下半周,同时,下半周的换热系数减小,上半周的换热系数增大。在非均匀加热条件下,沿着流动方向,初始阶段上半周的换热系数高于下半周的换热系数,随着流体温度增加,这种现象会发生逆转。因为当质量流量和压力增加时,上、下半周的换热系数均会增加,并且可以降低管道内壁面峰值温度。而不同加热方式下,上、下半周的温差与二次流动能有关。