工程热物理所超临界流体湍流传热特性研究获进
栏目:企业动态 发布时间:2021-06-21 01:38
举动邦度正在科学身手方面的最高学术机构和天下自然科学与高新身手的归纳探讨与进展核心,修院往后,中邦科学院时候谨记工作,与科学共进,与祖邦同行,以邦度发达、黎民美满...

  举动邦度正在科学身手方面的最高学术机构和天下自然科学与高新身手的归纳探讨与进展核心,修院往后,中邦科学院时候谨记工作,与科学共进,与祖邦同行,以邦度发达、黎民美满为己任,人才辈出,硕果累累,为我邦科技前进、经济社会进展和邦度安闲做出了不行替换的紧张功劳。更众简介 +

  中邦科学身手大学(简称“中科大”)于1958年由中邦科学院创修于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大对峙“全院办校、所系贯串”的办学计划,是一因此前沿科学和高新身手为主、兼有特质统制与人文学科的探讨型大学。

  中邦科学院大学(简称“邦科大”)始修于1978年,其前身为中邦科学院探讨生院,2012年改名为中邦科学院大学。邦科大实行“科教交融”的办学体例,与中邦科学院直属探讨机构正在统制体例、师资军队、提拔编制、科研事业等方面共有、共治、共享、共赢,是一因此探讨生培植为主的独具特质的探讨型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市黎民政府与中邦科学院配合举办、配合维护,2013年经培植部正式答应。上科大秉持“任事邦度进展战术,提拔立异创业人才”的办学计划,竣工科技与培植、科教与财富、科教与创业的交融,是一所小范围、高秤谌、邦际化的探讨型、立异型大学。

  超临界流体正在工业中具有平凡的行使,例如超临界水冷响应堆、超临界CO2布雷顿轮回、超临界压缩氛围储能等。超临界流体具有特别的物性次序:当温度低于拟临界温度时相像于液体,当温度高于拟临界温度时相像于气体,而正在拟临界点相近其物性会爆发猛烈的转移。该个性使得超临界流体具有“传热恶化”、“传热深化”等迥殊的传热次序,对编制的机能具有紧张影响,于是超临界流体的传热个性继续被探讨者所偏重。

  中邦科学院工程热物理探讨所储能研发核心对定壁温前提下超临界流体竖直圆管内向上湍流滚动的传热个性展开了探讨。该探讨采用数值模仿技巧,正在圆柱型坐标系下运用SST k-ω湍流模子。探讨结果解说(睹图1),超临界流体正在加热段内能够分成3个阶段——进口段、跨临界段和过临界段。热流密度正在进口段急迅降低;正在跨临界段降低,同时跟随振荡情景;正在过临界段连接降低,不过振荡情景消亡。热流密度振荡爆发前提为:壁面温度高于拟临界温度,而主流温度低于拟临界温度。热流密度振荡是因为流体正在拟临界点相近物性爆发猛烈转移惹起的。流体正在拟临界点相近受热会发作浮升力效应,浮升力效应进而惹起管内流体周期性对流换热转移,最终导致壁面热流密度振荡情景的爆发。因为流体和壁面之间的温差渐渐减小,壁面热流密度振荡幅度沿轴线偏向渐渐削弱。

  将数值尝试结果与经典履历联系式Dittus-Bolter公式和Bishop公式举行比较(睹图2),结果觉察Dittus-Bolter公式和Bishop公式都不行确实预测超临界流体振荡情景。这是由于Dittus-Bolter公式没有探讨超临界流体受到的浮升力效用,而Bishop公式固然探讨了热物性的影响,不过不行确实忖度经过中速率场的效用,所以此二式无法对定壁温前提举行确实预测。

  其余,展开了分歧工况参数对超临界流体换热的影响次序的探讨,结果解说质地流量、壁面温度和操作压力的上升普及了对流换热系数,同时消减了对流换热系数的振荡幅度。

  超临界流体正在工业中具有平凡的行使,例如超临界水冷响应堆、超临界CO2布雷顿轮回、超临界压缩氛围储能等。超临界流体具有特别的物性次序:当温度低于拟临界温度时相像于液体,当温度高于拟临界温度时相像于气体,而正在拟临界点相近其物性会爆发猛烈的转移。该个性使得超临界流体具有“传热恶化”、“传热深化”等迥殊的传热次序,对编制的机能具有紧张影响,于是超临界流体的传热个性继续被探讨者所偏重。

  中邦科学院工程热物理探讨所储能研发核心对定壁温前提下超临界流体竖直圆管内向上湍流滚动的传热个性展开了探讨。该探讨采用数值模仿技巧,正在圆柱型坐标系下运用SST k-ω湍流模子。探讨结果解说(睹图1),超临界流体正在加热段内能够分成3个阶段——进口段、跨临界段和过临界段。热流密度正在进口段急迅降低;正在跨临界段降低,同时跟随振荡情景;正在过临界段连接降低,不过振荡情景消亡。热流密度振荡爆发前提为:壁面温度高于拟临界温度,而主流温度低于拟临界温度。热流密度振荡是因为流体正在拟临界点相近物性爆发猛烈转移惹起的。流体正在拟临界点相近受热会发作浮升力效应,浮升力效应进而惹起管内流体周期性对流换热转移,最终导致壁面热流密度振荡情景的爆发。因为流体和壁面之间的温差渐渐减小,壁面热流密度振荡幅度沿轴线偏向渐渐削弱。

  将数值尝试结果与经典履历联系式Dittus-Bolter公式和Bishop公式举行比较(睹图2),结果觉察Dittus-Bolter公式和Bishop公式都不行确实预测超临界流体振荡情景。这是由于Dittus-Bolter公式没有探讨超临界流体受到的浮升力效用,而Bishop公式固然探讨了热物性的影响,不过不行确实忖度经过中速率场的效用,所以此二式无法对定壁温前提举行确实预测。

  其余,展开了分歧工况参数对超临界流体换热的影响次序的探讨,结果解说质地流量、壁面温度和操作压力的上升普及了对流换热系数,同时消减了对流换热系数的振荡幅度。

  该项目受到邦度自然基金(51606186, U1407205)、邦度核心底子探讨进展安顿(“973”安顿,2015CB251302),北京市科技安顿项目(D)和中科院前沿科学核心研发安顿(QYZDB-SSW-JSC023)的接济,联系探讨收效一经正在International Journal of Heat and Mass Transfer上揭晓(INT J HEAT MASS TRAN 128 (2019) 875-884)。