布雷顿循环系统隐式求解二氧化碳偏导物性推导与评价研究

来源：核动力工程杂志2023年第4期北京时间：

作者：文爽, 文青龙, 胡文军, 徐世佳

单位：1.重庆大学核工程与核技术系，重庆，400044；2.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆，400044；3.中国原子能科学研究院，北京，102413；

摘要：为提高超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环方程的求解精度，需采用全隐式或半隐式差分格式对流体守恒方程进行离散求解，而偏导物性对于隐式求解不可或缺。本研究将评价目前最典型的二氧化碳气体状态方程在全参数范围内的准确性，在此基础上通过Maxwell方程推导二氧化碳气体的偏导物性关联式，并采用定义值评价其闭合性。研究结果表明：①SW方程在亚临界与超临界区域内准确度最高，误差保持在3%以内；②在SW方程以及Maxwell方程的基础上推导了温度为216~1100 K、压力为0~800 MPa时，二氧化碳气体偏导物性(∂<i>h</i>/∂<i>ρ</i>)_<i>p</i>、(∂<i>h</i>/∂<i>p</i>)_<i>ρ</i>的关联式；③(∂<i>h</i>/∂<i>ρ</i>)_<i>p</i>、(∂<i>h</i>/∂<i>p</i>)_<i>ρ</i>绝大多数数据点的误差都保持在±0.01%以内，在临界点附近误差稍有增大，(∂<i>h</i>/∂<i>ρ</i>)_<i>p</i>的最大误差为0.373%，(∂<i>h</i>/∂<i>p</i>)_<i>ρ</i>的最大误差为−0.798%。

关键词：二氧化碳, 偏导物性, 推导, 评价