超临界二氧化碳水平加热流动中浮升力效应的实验研究

来源：动力工程学报杂志2024年第11期北京时间：

作者：高明, 张帮辉, 崔文斌, 杨其国, 任燕,

摘要：为研究超临界二氧化碳(S-CO2)在水平管道中加热流动时产生的浮升力效应对其流动传热特性的影响,进行了相同工况下光管与内插螺旋丝管的流动传热实验。研究了壁面热流密度与质量流速对浮升力效应的影响,并且讨论了管道中插入螺旋丝后对壁面温度分布、传热模式等的影响。结果表明:由于浮升力的作用,S-CO2在水平加热流动中,会沿重力方向产生温度分层,导致顶部、底部的壁面温度产生较大的温度差值,最大壁面温度差值达到48 K;管内插入螺旋丝后有效抑制了浮升力导致的温度分层现象,底部传热系数提高了60%以上,顶部传热系数提高了140%以上。根据实验结果对4种传热关联式进行验证,发现Bishop公式的综合表现最好。

关键词：超临界二氧化碳,水平流动,传热,浮升力,