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超临界co_(2)在水平螺旋槽管内冷却换热的
数值研究
超临界CO2在水平螺旋槽管内冷却换热的数值研究是指对在高温
高压条件下的CO2气体流体在螺旋槽管内冷却换热过程中的数值特性
进行研究的过程。
螺旋槽管是一种流体管道，其内部呈螺旋形，可有
效地增加管道的传热面积，优异的换热效果使得其在工业应用中受到
广泛关注。
传统意义下，CO2是一种非常常见的气体，但是在超临界状态下，它在物理和化学特性上发生了显著变化，可以被用来替代一些化学品，具有很高的环保性。
因此，对超临界CO2在螺旋槽管内进行冷却换热
的数值研究，不仅可以为其在工业生产中的应用提供理论支持，同时
也有助于推动环保技术的发展。
在研究过程中，常采用计算流体力学（CFD）模拟以及数值分析等
方法，通过模拟CO2在螺旋槽管内的流动情况、温度场、压力场等参
数变化，获取传热系数、热流密度和热阻等数值。
基于这些数值，可
以对管道内流体的物理特性进行预测和优化，以提高超临界CO2的换
热效率。
总之，超临界CO2在水平螺旋槽管内冷却换热的数值研究是一种
重要的研究方向，对于推动环保技术的发展、优化工业生产过程以及
节能减排等方面都有着积极的意义。
碳封存超临界CO_(2)螺旋管换热器传热规律马亮;邓广哲;王守印;蔚斐;高亮;袁超【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2024(44)3【摘要】在“双碳”目标背景下,探索CO_(2)高效地质封存和高能利用途径,是CO_(2)减排研究的热点问题。
基于CO_(2)多相态变化特性以及能源利用方面表现出的安全环保及成本优势,提出一种新型碳封存超临界CO_(2)螺旋管换热器,并建立了数值仿真模型,以5℃条件下CO_(2)为对象,设计水作为载热流体的换热方案,研究了螺旋换热器在不同水温作用下对CO_(2)的温度、压力及其热应力耦合变化规律。
结果表明:随着水热流体温度的增加,CO_(2)的升温速率与水温成正比,CO_(2)输出温度与水热流体温度呈正相关变化;与CO_(2)传热效率相比,受CO_(2)相变吸热影响导致水热流体传热效率较慢,水热流体传热与温度变化成正比;初始水温升高,CO_(2)相变速度明显增加,流量对CO_(2)相变吸热影响较大,水热流体的体积流量与CO_(2)温度变化呈负相关;受CO_(2)升温吸热影响,水热流体的耗散温度与CO_(2)吸热温度成正比;当管径和入口压力恒定情况下,100℃的水热流体与CO_(2)进行换热可以较好地满足CO_(2)相变吸热的要求。
试验验证了水热流体螺旋管换热器的有效性和便捷性,研究为超临界CO_(2)螺旋式换热器的设计提供了依据。
【总页数】11页(P467-477)【作者】马亮;邓广哲;王守印;蔚斐;高亮;袁超【作者单位】陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司;西安科技大学能源学院【正文语种】中文【中图分类】TK123【相关文献】1.超临界压力下氮在螺旋管换热器小样机内相变传热试验研究2.超临界CO_(2)压裂井筒传热规律3.碳封存中超临界CO_(2)注入泵的选用4.煤矿采空区碳封存CO_(2)泄漏地表扩散规律研究5.采空区碳封存条件下CO_(2)-水界面特性及溶解传质规律因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超临界CO2冷却换热特性数值模拟
曹侃;董其伍;刘敏珊;张丽娜
【期刊名称】《低温工程》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】采用L-B低雷诺数模型对超临界二氧化碳在竖直圆管内的冷却对流换热特性进行了数值模拟.通过分析得到了管内不同截面的径向流体温度、速度、湍动能分布,并进一步分析了二氧化碳和冷却水进口雷诺数对超临界二氧化碳对换热的影响.研究表明,对流传热系数峰值出现在接近准临界温度的截面内,此时截面内湍动能最大,跨过该截面流速小于进口流速；对流传热系数随着二氧化碳进口雷诺数的增大而增加；对流传热系数在类气体区随冷却水进口雷诺数的增大而增加,而在类液体区则无明显变化.
【总页数】5页(P56-60)
【作者】曹侃;董其伍;刘敏珊;张丽娜
【作者单位】郑州大学热能工程研究中心郑州450002;郑州大学热能工程研究中心郑州450002;郑州大学热能工程研究中心郑州450002;郑州航空工业管理学院机电工程学院郑州450002
【正文语种】中文
【中图分类】TB657;TB66
【相关文献】
1.超临界CO2冷却条件下水平微圆管中对流换热特性 [J], 靳遵龙;刘东来;刘敏珊;曹侃
2.低质量流速下超临界CO2在管内冷却换热特性 [J], 白万金;徐肖肖;吴杨杨
3.扭曲椭圆管内超临界CO2冷却换热的数值模拟 [J], 崔海亭;易长乐;刘思文
4.超临界CO2水平直管内冷却换热的数值模拟 [J], 崔海亭;刘思文;王少政
5.不同换热管内超临界CO2冷却换热的数值模拟 [J], 李猛;陶乐仁;虞中旸;俞庆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第43卷第3期原子能科学技术Vol.43,No.3 2009年3月Atomic Energy Science and TechnologyMar.2009超临界压力CO 2在垂直管内对流换热数值模拟李志辉,姜培学(清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084)摘要:对于超临界压力CO 2在垂直圆管(d in =2mm )内高进口雷诺数(Re =9000)条件下向上流动时的对流换热进行了数值模拟。
通过与实验数据进行对比来验证湍流模型的可靠性,并研究变物性和浮升力对壁面温度和湍动能的影响。
结果表明:在热流密度较高的情况下,向上流动时出现了局部换热恶化和换热强化现象,这主要归因于浮升力对湍动能分布的影响;采用LB 湍流模型能较好地模拟这种换热现象;在热流密度较低的情况下,未出现上述换热现象。
关键词:超临界压力;浮升力;换热恶化;数值模拟中图分类号:T K124 文献标志码:A 文章编号:100026931(2009)0320247205Numerical Simulation of Convection H eat T ransfer for CO 2at Supercritical Pressure in V ertical Circular TubeL I Zhi 2hui ,J IAN G Pei 2xue(Key L aboratory f or T hermal S cience and Pow er Engineering of M inist ry of Education ,De partment of T hermal Engineering ,Tsinghua Universit y ,B ei j ing 100084,China )Abstract : Convection heat t ransfer of CO 2at supercritical p ressure in a vertical circular t ube (d in =2mm )at high inlet Re (about 9000)was investigated numerically to analyze t he effect s of t he variatio n of t he p hysical p roperties and buoyancy on t he wall tempera 2t ure and t he t urbulent energy.The result s show t hat in t he case of high heat fluxes t he local heat t ransfer deterioration and enhancement during t he upward flow due to t he st rong influence of buoyancy result in change of t he t urbulent energy dist ribution.Simulations using t he LB t urbulence model correspo nd well wit h t he experimental data in upward flow.In t he case of low heat fluxes t he p henomenon of heat transfer deterioratio n or enhancement was not observed.K ey w ords :supercritical pressure ;buoyancy ;deterioration ;numerical simulation收稿日期:2007212201;修回日期:2008203220基金项目:教育部科学技术重大项目资助(306001);国家“863”计划资助项目(2006AA05Z416)作者简介:李志辉(1976—),男,山西晋城人,博士研究生,动力工程及工程热物理专业 从20世纪五、六十年代开始,国内外学者对超临界流体在管道中的对流换热已进行了大量的实验和理论研究[124]。
超临界二氧化碳在微细管内的换热特性
王珂;谢金;刘遵超;刘彤;马璐
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2014(065)0z1
【摘要】建立了内径为1.31 mm单管的三维模型,使用CFD软件Fluent分析了超临界二氧化碳在竖直微细管道内的换热特性,并对热通量、进口质量流速、流动方向和压力对超临界二氧化碳换热和压降的影响进行了研究.数值结果表明:增加进口质量流量能够使壁面边界层减薄,增强换热效果.改变热通量的大小对超临界二氧化碳换热和压降影响很小.由于重力和浮升力的影响,流动方向对换热性能的影响较大,流体竖直向上流动时的传热系数大于竖直向下和水平方向流动时的传热系数.【总页数】5页(P323-327)
【作者】王珂;谢金;刘遵超;刘彤;马璐
【作者单位】郑州大学河南省过程换热与节能重点实验室,河南郑州450002;郑州大学河南省过程换热与节能重点实验室,河南郑州450002;郑州大学河南省过程换热与节能重点实验室,河南郑州450002;郑州大学河南省过程换热与节能重点实验室,河南郑州450002;郑州大学河南省过程换热与节能重点实验室,河南郑州450002
【正文语种】中文
【中图分类】TB657
【相关文献】
1.超临界二氧化碳细管内流动与换热特性分析研究 [J], 张丽娜;刘敏珊;董其伍
2.超临界二氧化碳微细管内冷却换热研究 [J], 张丽娜;刘敏珊;董其伍;文顺清
3.超临界二氧化碳管内流动及换热特性分析研究 [J], 董其伍;赵松伟;刘敏姗
4.水平微细管内CO2流动沸腾换热特性 [J], 姜林林;柳建华;张良;赵越
5.R290在水平微细圆管内沸腾换热特性研究 [J], 王皓宇; 柳建华; 张良; 余肖霄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
文章编号: 1005—0329(2008)01—0053—05制冷空调超临界压力下C O 2流体的性质研究杨俊兰1,2,马一太1,曾宪阳1,刘圣春1(1.天津大学,天津 300072;2.天津城市建设学院,天津 300384)摘 要: 为了全面了解C O 2在气体冷却器中的流动及传热特性以及为设计高效气体冷却器提供理论基础,对超临界C O 2流体的性质进行了深入的研究,在三维图上分析了温度和压力对超临界C O 2热物理性质的影响,并对超临界C O 2流体进行了微观分析。
结果表明,C O 2的比热、密度、导热系数以及粘度在准临界点附近的变化非常剧烈。
针对C O 2比热的变化特点,得到了准临界温度的计算关联式,并给出了准临界区定义。
C O 2的密度、导热系数以及粘度变化最大时的温度与准临界温度相当接近。
微观分析表明,超临界C O 2流体分子间的作用力比较小,分子在临界区附近的聚集行为特别显著,这可以用来解释近临界区C O 2物性独特的原因所在。
关键词: 超临界C O 2;热物理性质;准临界温度;准临界区;分子聚集中图分类号: T B 6 文献标识码: AS t u d y o n t h e P r o p e r t i e s o f C O 2Fl u i d a t S u p e r c r i t i c a l P r e s s u r e Y A N GJ u n -l a n 1,2,M A Y i -t a i 1,Z E N GX i a n -y a n g 1,L I US h e n g -c h u n1(1.T i a n j i nU n i v e r s i t y ,T i a n j i n 300072,C h i n a ;2.T i a n j i n I n s t i t u t e o f U r b a n C o n s t r u c t i o n ,T i a n j i n 300384,C h i n a )A b s t r a c t : I n o r d e r t o u n d e r s t a n dt h e f l o wa n d h e a t t r a n s f e r c h a r a c t e r i s t i c s o f C O 2f l u i d i n t h e g a s c o o l e r a n dp r o v i d e i n d i s p e n s a -b l e t h e o r e t i c a l b a s i s f o r d e s i g n i n g h i g h e f f i c i e n c y g a s c o o l e r ,t h e p r o p e r t i e s o f s u p e r c r i t i c a l C O 2f l u i d a r e s t u d i e d t h o r o u g h l y .T h e e f f e c t o f t e m p e r a t u r e a n d p r e s s u r eo nt h et h e r m o -p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f s u p e r c r i t i c a l c a r b o nd i o x i d e a r e t h e o r e t i c a l l ya n a l y z e di n t h e t h r e e d i m e n s i o n a l g r a p h s .A l s o t h e p r o p e r t i e s o f s u p e r c r i t i c a l C O 2f l u i da r e a n a l y z e db ym i c r o c o s m i c .T h er e s u l t s s h o wt h a t C O 2s p e c i f i c h e a t ,d e n s i t y ,t h e r m a l c o n d u c t i v i t y a n d v i s c o s i t y v a r y a b r u p t l y n e a r t h e p s e u d o c r i t i c a l t e m p e r a t u r e .A c c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f C O 2s p e c i f i c h e a t ,t h e c o r r e l a t i o n s o f t h e p s e u d o c r i t i c a l t e m p e r a t u r e a r e o b t a i n e d a n d t h e p s e u d o c r i t i c a l r e g i o n i s d e f i n e d .I t i s a l s o f o u n dt h a t t h e t e m p e r a t u r e s a t w h i c ht h e C O 2d e n s i t y ,t h e r m a l c o n d u c t i v i t ya n dv i s c o s i t yp o s s e s s e s t h em a x i -m u mc h a n g e a r e v e r y c l o s e r t o t h e p s e u d o c r i t i c a l t e m p e r a t u r e .T h e m i c r o c o s m i c a n a l y s i s s h o w s t h a t t h e a p p l i e df o r c e b e t w e e nt h e s u p e r c r i t i c a l C O 2m o l e c u l a r i s r e l a t i v e l y s m a l l .T h e m o l e c u l a r a g g r e g a t i o nb e h a v i o r n e a r t h e c r i t i c a l r e g i o n i s v e r y o b v i o u s ,w h i c h i s t h e m a i n r e a s o nf o r t h e u n i q u e C O 2pr o p e r t i e s n e a r t h e c r i t i c a l r e g i o n .K e y w o r d s : s u p e r c r i t i c a l C O 2;t h e r m o -p h y s i c a l p r o p e r t i e s ;p s e u d o c r i t i c a l t e m p e r a t u r e ;p s e u d o c r i t i c a l r e g i o n ;m o l e c u l a r a g g r e -g a t e s1 前言C O 2跨临界制冷循环的特点是放热过程发生在超临界压力下,由于没有相变发生,这一过程的换热设备被称为气体冷却器。
