超临界CO2倾斜螺旋槽管内冷却换热特性研究

为了提高气体冷却器内换热效率，对不同倾斜角下(-90°，-45°，0°，45°，90°)螺旋槽管内超临界CO2冷却对流换热特性进行了数值模拟，分析了各槽管内的湍动能和速度分布随倾斜角的变化趋势，并研究了不同螺旋角下倾斜角对换热特性的影响。结果表明:浮升力沿流动方向分量和垂直于流动方向分量对流动特性的影响并不相同;在类气区，流体速度对流动特性起主要作用，且换热系数随倾斜角的减小而增大；在类液区，流动特性的主要影响因素是速度梯度，此时换热系数随倾斜角的变化与类气区相反；螺旋角越大即螺旋程度越小，当流体倾斜向上流动时浮升力效应越为显著；当螺旋角为 0.70 rad时，最优倾斜角度为-45°，当螺旋角为0.94 rad时，最优倾斜角为45°。