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垂直管内高质量流速超临界CO_(2)换热特性
1
作者 朱兵国 巩楷刚 彭斌 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期937-947,共11页
利用已有的流动传热实验数据,对不同湍流模型预测超临界CO_(2)(S-CO_(2))传热能力进行了评价及选取,确定了SST k-ω湍流模型为最优模型。分析了入口温度、热流密度、质量流速、浮升力和流动加速效应对内径为10mm的垂直加热管内S-CO_(2)... 利用已有的流动传热实验数据,对不同湍流模型预测超临界CO_(2)(S-CO_(2))传热能力进行了评价及选取,确定了SST k-ω湍流模型为最优模型。分析了入口温度、热流密度、质量流速、浮升力和流动加速效应对内径为10mm的垂直加热管内S-CO_(2)的对流传热特性的影响。结果表明:在一些工况条件下Bu<10^(-5)、Bu^(*)<5.6×10^(-7)和K_(v)<3×10^(-6)并不满足,表明浮升力和流动加速度效应并不能解释高质量流速下的数值模拟结果。基于超临界类沸腾理论,建立了垂直加热管内S-CO_(2)类沸腾传热模型,并阐述了S-CO_(2)传热恶化现象,径向方向上S-CO_(2)热物性和湍流的详细分布表明超临界传热受类气膜的厚度、类气膜的热性质和近壁区湍流动能的影响很大,成功解释了SCO_(2)在高质量流速下的传热机理。最后引入超临界沸腾数SBO,提出了适用高质量流速的传热关联式。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 高质量流速 传热 关联式 数值计算
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有机朗肯循环无油涡旋膨胀机热力学特性研究及试验验证 被引量：2
2
作者 彭斌 杨宝坤 +3 位作者 巩楷刚 张朋成 徐建伟 刘慧鑫 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期60-69,共10页
为详细研究无油涡旋膨胀机的热力学特性,基于热力学第一定律、能量和质量平衡方程建立了泄漏模型和热力学模型,并进一步改变不同的工况参数来研究涡旋膨胀机泄漏量的变化情况。在综合考虑传热与泄漏对热力学模型的影响下,采用欧拉法对... 为详细研究无油涡旋膨胀机的热力学特性,基于热力学第一定律、能量和质量平衡方程建立了泄漏模型和热力学模型,并进一步改变不同的工况参数来研究涡旋膨胀机泄漏量的变化情况。在综合考虑传热与泄漏对热力学模型的影响下,采用欧拉法对建立的热力学模型进行求解,得到并分析了涡旋膨胀机在运行1个周期内工质的压力、温度、质量随主轴转角变化情况。最后,通过搭建试验平台,对所建立的涡旋膨胀机热力学模型进行试验验证,并为涡旋膨胀机的性能分析提供一定的借鉴作用。 展开更多
关键词 有机朗肯循环 无油涡旋膨胀机 泄漏模型 热力学模型 试验验证
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轴向非均匀热流条件下超临界二氧化碳垂直管内换热特性
3
作者 朱兵国 巩楷刚 +2 位作者 杨小亮 彭斌 杨宝坤 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期45-51,共7页
针对超临界二氧化碳(S-CO_(2))燃煤锅炉冷却壁热边界条件的实际分布,采用SST k-ω低雷诺数湍流模型,数值模拟研究了半周加热轴向非均匀热流作用下S-CO_(2)在垂直圆管内的传热特性,分析了不同热流分布、质量流速对换热性能以及圆管内壁... 针对超临界二氧化碳(S-CO_(2))燃煤锅炉冷却壁热边界条件的实际分布,采用SST k-ω低雷诺数湍流模型,数值模拟研究了半周加热轴向非均匀热流作用下S-CO_(2)在垂直圆管内的传热特性,分析了不同热流分布、质量流速对换热性能以及圆管内壁温度分布的影响。研究结果表明:轴向非均匀热流分布对S-CO_(2)传热具有显著影响,在平均热流相同的条件下,相较于均匀热流分布,轴向非均匀热流分布下总传热系数最大提高了约8%;轴向非均匀热流分布对传热恶化有抑制作用,有效降低了壁温峰值点;非均匀热流条件下,S-CO_(2)传热主要受类气膜厚度、类气膜导热系数及近壁区定压比热容的影响较大。研究结果可为燃煤S-CO_(2)锅炉设计提供理论指导。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 数值模拟 半周加热 轴向非均匀热流
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竖直管中超高温压参数CO_(2)的传热特性分析 被引量：1
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作者 朱兵国 巩楷刚 +2 位作者 孙健 彭斌 朱鑫杰 《流体机械》 CSCD 北大核心 2022年第7期29-36,共8页
针对超高参数CO_(2)在大直径管中传热性能数据缺乏等问题,采用数值模拟的方法对超高参数CO_(2)在30 mm管中的传热特性进行了研究,并通过在均匀加热条件下开展CO_(2)在竖直管内的传热实验研究对其准确性进行了验证。结果表明,超临界压力C... 针对超高参数CO_(2)在大直径管中传热性能数据缺乏等问题,采用数值模拟的方法对超高参数CO_(2)在30 mm管中的传热特性进行了研究,并通过在均匀加热条件下开展CO_(2)在竖直管内的传热实验研究对其准确性进行了验证。结果表明,超临界压力CO_(2)在不同温区的传热特性表现出巨大差异,当入口温度低于拟临界温度T_(pc),在T_(pc)前壁温出现了峰值现象,传热发生了恶化,而当入口温度大于T_(pc),壁温沿着主流方向单调上升;热流密度和压力对最小传热系数h_(min)的影响较小,质量流速G对h_(min)影响较为明显,质量流速增大1.5倍时,传热系数增大约1.4倍;基于数值模拟结果本文给出了超高参数工况下临界热流密度的判据。研究结果将对超临界CO_(2)发电系统受热面的设计与安全运行提供理论指导。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 超高参数 传热 试验 数值模拟
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