关键词:
超临界甲烷
螺旋管
流动换热特性
表面传热系数
比摩擦压力降
摘要:
采用数值模拟方法研究了运行参数(入口温度、运行压力、质量流率)对超临界甲烷在螺旋管内流动换热特性的影响。通过螺旋管内表面传热系数及比摩擦压力降表征管内流动换热性能,对管道出口截面速度与温度的分布进行分析。结果表明:质量流率、运行压力恒定时:表面传热系数随入口温度升高呈现先增加后降低的变化趋势,且在拟临界温度附近达到峰值;比摩擦压力降随入口温度升高逐渐增加。质量流率、入口温度恒定时:比摩擦压力降随运行压力减小而增加。运行压力、入口温度恒定时:表面传热系数随质量流率增大而增加,且质量流率越大,表面传热系数随入口温度变化越明显;比摩擦压力降随质量流率增大而增加,且质量流率越大,比摩擦压力降随入口温度变化趋势越明显。入口温度、质量流率恒定时:随着运行压力增大,出口截面的平均流速逐渐减小,但二次涡结构以及速度分布形式变化不大;运行压力越大,出口截面的高温区域越贴近壁面。入口温度、运行压力恒定时:随着质量流率增加,出口截面的高速区域逐渐趋于管道中心分布且所占面积逐渐变小,管道内二次流强度有所增强且二次涡结构有所改变;出口截面的温差降低,且温度渐变方向与水平方向夹角逐渐减小。