印刷电路板式换热器传热性能及温度场数值模拟研究方法

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作者 谷丹丹 康艳波 《工业加热》 2025年第2期37-41,共5页

换热器在众多领域都有广泛应用,而印刷电路板式换热器作为一种新型换热器,其传热性能和温度场的研究尤为重要。旨在通过数值模拟,深入了解其传热性能,优化温度场分布,提高换热效率。构建四种直线型、S型、Z型和翼型通道类型的印刷电路... 换热器在众多领域都有广泛应用,而印刷电路板式换热器作为一种新型换热器,其传热性能和温度场的研究尤为重要。旨在通过数值模拟,深入了解其传热性能,优化温度场分布,提高换热效率。构建四种直线型、S型、Z型和翼型通道类型的印刷电路板式换热器物理模型,在其基础上构建四种通道类型的数值模拟模型。建立的数值模拟模型分为两部分:一是印刷电路板式换热器模型,二是管内流体流动模型。通过自定义函数将管壁温度场、印刷电路板式换热器传热效能计算公式添加至FLUENT软件中,完成相关参数的设置后实现数值模拟。模拟研究结果为翼型通道形状的温度场数值分布最为均匀,其次是Z型、S型。在进口温度升高的情况下,传热效能均缓慢降低。翼型通道形状的传热效能明显更高,直线型的传热效能表现最差。在操作压力越来越大的情况下,传热效能均迅速下降,翼型通道形状的传热效能明显更高。增大CO_(2)流量后的传热效能高于增大液态镓流量后的传热效能。 展开更多

关键词 正弦型板片 翼型通道 印刷电路板式换热器 传热性能 温度场 数值模拟

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通道高度对翼型翅片印刷电路板换热器流动传热性能的影响 被引量：1

2

作者 李德波 靳万龙 +5 位作者 陈兆立 陈智豪 宋景慧 雷贤良 邓磊 车得福 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期837-843,871,共8页

基于通道几何尺寸对印刷电路板换热器(PCHE)流动与传热特性的影响,采用数值方法研究了通道高度对翼型翅片PCHE流动传热性能的影响。结果表明:通道高度显著影响PCHE的紧凑性、阻力与传热性能;在相同雷诺数条件下(R_(e)=6000~14000),随着... 基于通道几何尺寸对印刷电路板换热器(PCHE)流动与传热特性的影响,采用数值方法研究了通道高度对翼型翅片PCHE流动传热性能的影响。结果表明:通道高度显著影响PCHE的紧凑性、阻力与传热性能;在相同雷诺数条件下(R_(e)=6000~14000),随着通道高度H的减小(通道高度与横向节距之比H/S_(T)=0.12~0.60),范宁摩擦因子f先降低后升高,H/S T=0.24翼型翅片通道的f最低;H/S_(T)=0.24~0.60翼型翅片通道的柯尔本-j因子j几乎相同,H/S_(T)=0.12翼型翅片通道的j有所增加;j/f适合于评价不同高度翼型翅片通道的综合性能,以j/f作为综合性能评价指标时,H/S_(T)=0.24翼型翅片通道的综合性能最佳。 展开更多

关键词 印刷电路板换热器 通道高度 翼型翅片 流动传热性能 综合性能评价指标

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翼型肋片印刷电路板式换热器内超临界甲烷的流动与换热性能 被引量：1

3

作者 兰志向 李伟 +6 位作者 刘鹏云 赵乾 刘纳 郭健翔 魏业欣 于永强 梁茂冰 《青岛理工大学学报》 CAS 2024年第4期80-90,共11页

针对超临界甲烷在翼型肋片印刷电路板式换热器内的流动和换热性能开展了数值模拟。对比了6种不同型号NACA00 XX翼型肋片的流动和换热性能;研究了翼型肋片均匀分布时,交错、垂直和水平间距3种布局参数对流动和换热性能的影响;设计了3种... 针对超临界甲烷在翼型肋片印刷电路板式换热器内的流动和换热性能开展了数值模拟。对比了6种不同型号NACA00 XX翼型肋片的流动和换热性能;研究了翼型肋片均匀分布时,交错、垂直和水平间距3种布局参数对流动和换热性能的影响;设计了3种前疏后密和3种前密后疏的不均匀分布形式的翼型肋片,将流动和换热性能与均匀分布的进行了对比分析。结果表明:NACA0025翼型肋片的综合性能最佳;翼型肋片均匀分布时,无量纲交错间距和无量纲垂直间距分别为1和4时综合性能最佳;翼型肋片非均匀分布时,前密后疏分布的综合性能优于均匀分布的,而前疏后密分布的综合性能劣于均匀分布的;保持翼型肋片数量不变,在拟临界点附近布置更密的翼型肋片能够强化综合性能。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 翼型肋片 换热 数值模拟

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超临界CO_(2)印刷电路板换热器热工水力特性研究

4

作者 明杨 金旸 +3 位作者 杨雯 赵富龙 谭思超 田瑞峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期819-824,共6页

对于超临界CO_(2)布雷顿循环中的印刷电路板换热器,其复杂结构与工作介质的特殊物理性质将导致集总参数方法出现较大的计算误差。为提升印刷电路板换热器的换热参数的计算精度,本文基于Modelica语言,采取分节点建模方法,开发了印刷电路... 对于超临界CO_(2)布雷顿循环中的印刷电路板换热器,其复杂结构与工作介质的特殊物理性质将导致集总参数方法出现较大的计算误差。为提升印刷电路板换热器的换热参数的计算精度,本文基于Modelica语言,采取分节点建模方法,开发了印刷电路板换热器的热工水力特性计算程序,对其稳态运行时的换热参数进行了分析。结果表明:印刷电路板换热器的通道内超临界CO_(2)的对流换热系数沿流动方向发生显著变化。与设计值相比,分节点计算程序的最大相对误差小于3%,计算精度相比于集总参数方法显著提升,因此有必要采取分节点计算方法以提高计算精度。研究结果可为超临界CO_(2)布雷顿循环系统中印刷电路板换热器的设计和仿真提供参考。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 超临界流体 布雷顿循环 印刷电路板 逆流式 换热器 分节点法 换热特性

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印刷电路板换热器在超临界二氧化碳布雷顿循环系统中的动态特性研究

5

作者 李占英 王江峰 +2 位作者 娄聚伟 郭心如 赵攀 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期34-44,共11页

为了制定有效的系统控制策略,保证系统安全稳定运行,针对印刷电路板换热器(PCHE)在核能超临界二氧化碳布雷顿循环中作为回热器的应用进行了研究,分析了PCHE在不同扰动条件下的性能表现。采用分段设计方法,构建了一维稳态设计模型,对PCH... 为了制定有效的系统控制策略,保证系统安全稳定运行,针对印刷电路板换热器(PCHE)在核能超临界二氧化碳布雷顿循环中作为回热器的应用进行了研究,分析了PCHE在不同扰动条件下的性能表现。采用分段设计方法,构建了一维稳态设计模型,对PCHE进行了稳态传热设计及分析。以稳态设计作为初始条件,利用Simulink软件,建立了PCHE的动态仿真模型,模拟了流体入口温度或流量发生变化时PCHE的动态响应。结果表明:回热器冷侧入口温度发生变化时,热侧出口温度变化明显,出现了约12 K波动,且热侧出口温度响应相对较快,而热侧入口温度变化对热侧出口温度影响微小,仅波动1 K左右;流量变化对回热器效能影响较大,冷侧流量减小或热侧流量增加使得回热器效能降低了6%左右,较大的回热器热惯性使得两侧出口温度对流量的响应较慢,出现了一定的延迟。研究结果可为系统调节与控制提供可靠的指导。 展开更多

关键词 印刷电路板换热器 传热系数 超临界二氧化碳 动态响应

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印刷电路板式换热器子通道程序开发及多目标优化方法研究

6

作者 陈力勤 霍红磊 +1 位作者 谢仁尧 杨夷 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2505-2514,共10页

氦氙布雷顿循环系统是目前最可行的小型堆电源技术方案之一,其中回热器性能的优劣直接影响了整个系统的转换效率。印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器,具有高功率密度、耐高温、耐高压等优点,适合作为布雷顿动力系统的回热器... 氦氙布雷顿循环系统是目前最可行的小型堆电源技术方案之一,其中回热器性能的优劣直接影响了整个系统的转换效率。印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器,具有高功率密度、耐高温、耐高压等优点,适合作为布雷顿动力系统的回热器。应用于小型布雷顿循环系统方案的回热器受到多个约束条件的限制,如总质量、总压降、流道长度均要低于某个限值,将其作为目标函数,需要从多个维度对回热器进行优化。为此,本文开发了针对氦氙工质的PCHE子通道计算程序,研究了结构参数对多个目标(总质量、总压降、流道长度)的敏感性。为了提高程序模型的精度,利用数值模拟和正交实验设计的方法,研究了不同流道结构参数在能量利用效率方面的表现,将对流动换热影响大的结构参数以影响因子的形式加入热工关联式中。优化结果表明,优化后的总压降降低了12.0%,总质量减少了28.8%,更加符合闭式布雷顿循环方案的设计需求。本文所开发的新型研究方法对于多约束条件的小型堆方案系统设计具有重要意义。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 多目标优化 流道结构 子通道 修正热工关联式 敏感性分析

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印刷电路板式换热器的研究进展与应用 被引量：1

7

作者 王涛 陈江龙 吴璇 《机电设备》 2024年第3期27-30,共4页

热交换器作为热量传递的关键设备,在工业生产中起至关重要的作用。文章介绍了印刷电路板式换热器(PCHE)的应用背景、特点和优势,论述了国内外针对PCHE的研究进展,分析了研究过程中存在的难题,提出现阶段研究存在的不足,以期为PCHE设计... 热交换器作为热量传递的关键设备,在工业生产中起至关重要的作用。文章介绍了印刷电路板式换热器(PCHE)的应用背景、特点和优势,论述了国内外针对PCHE的研究进展,分析了研究过程中存在的难题,提出现阶段研究存在的不足,以期为PCHE设计和应用等方面的深入研究提供参考,以期指导实际工程应用。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 研究 应用

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加氢站用印刷电路板式换热器设计

8

作者 谢文斌 《制冷与空调》 2024年第6期18-22,共5页

印刷电路板式换热器基于固相增材制造扩散焊接工艺,成型产品具有耐高压、耐腐蚀、结构紧凑等优点,本文介绍加氢站用印刷电路板式换热器的设计方法,并在相同负荷条件下对比计算压缩机前氢气预冷换热器、压缩机后氢气冷却器采用印刷电路... 印刷电路板式换热器基于固相增材制造扩散焊接工艺,成型产品具有耐高压、耐腐蚀、结构紧凑等优点,本文介绍加氢站用印刷电路板式换热器的设计方法,并在相同负荷条件下对比计算压缩机前氢气预冷换热器、压缩机后氢气冷却器采用印刷电路板式换热器的设计参数,结果表明:印刷电路板式换热器相对螺旋管式换热器和套管式换热器,在产品紧凑度、尺寸、质量等方面都具有优势,更符合加氢站建设需求。 展开更多

关键词 加氢站 印刷电路板式换热器 流动 传热

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面向超临界工况的印刷电路板式换热器研究进展与应用现状

9

作者 王晨旭 彭辉 +3 位作者 蒋天奕 赵博 沈卫立 田镇 《制冷与空调》 2024年第10期85-96,共12页

印刷电路板式换热器(PCHE)作为一种新型紧凑高效热交换器,尤其适用于高温、高压等极端苛刻工况条件。本文介绍PCHE流道结构与布置形式,概述PCHE超临界流体工质特性及适用场景,综述PCHE流动传热关联准则式,总结PCHE的工程应用,并对其发... 印刷电路板式换热器(PCHE)作为一种新型紧凑高效热交换器,尤其适用于高温、高压等极端苛刻工况条件。本文介绍PCHE流道结构与布置形式,概述PCHE超临界流体工质特性及适用场景,综述PCHE流动传热关联准则式,总结PCHE的工程应用,并对其发展方向进行展望。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 结构优化 超临界工质 传热准则式 工程应用

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适应SCO_(2)物性变化特性的印刷电路板换热器性能研究

10

作者 赵全斌 侯敏 +3 位作者 孙剑锋 张大林 齐少璞 种道彤 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1531-1538,共8页

针对二氧化碳工质在超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环冷端处于近临界状态,物性随温度变化剧烈,冷端换热器的设计和运行控制难度大等问题,基于换热器分段设计的方法,设计了应用于超临界二氧化碳动力循环冷端换热的直通道印刷电路板换热... 针对二氧化碳工质在超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环冷端处于近临界状态,物性随温度变化剧烈,冷端换热器的设计和运行控制难度大等问题,基于换热器分段设计的方法,设计了应用于超临界二氧化碳动力循环冷端换热的直通道印刷电路板换热器(PCHE)和变截面通道PCHE,分析了SCO_(2)在不同流道形式的PCHE中的流动和换热特性。利用SIMULINK建立换热器的仿真模型,研究入口参数偏离设计工况时对不同流道形式换热器的SCO_(2)出口参数的影响。结果表明:SCO_(2)侧流道截面渐扩的设计能增强PCHE的换热性能,但同时会增大SCO_(2)侧的压损;流道截面渐扩的PCHE在冷侧和热侧入口参数偏离设计工况时,能更好地稳定SCO_(2)的出口温度,拓宽了冷端参数的运行范围。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板换热器 变截面通道 敏感性分析

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考虑制造约束的印刷电路板式换热器优化设计 被引量：3

11

作者 杜默 孟宝 +1 位作者 潘丰 万敏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1994-2005,共12页

针对印刷电路板式换热器(PCHE)的微流道结构参数设计制造一体化问题,开展了考虑制造约束条件的换热器性能优化的研究。通过流体仿真分析了流道宽度、深度和深宽比对温度分布、压力损失和换热系数的影响。使用多目标遗传算法(MOGA)建立... 针对印刷电路板式换热器(PCHE)的微流道结构参数设计制造一体化问题,开展了考虑制造约束条件的换热器性能优化的研究。通过流体仿真分析了流道宽度、深度和深宽比对温度分布、压力损失和换热系数的影响。使用多目标遗传算法(MOGA)建立了换热性能的多参数多目标性能优化仿真模型,根据性能优化获得的设计参数建立微流道结构辊压成形工艺仿真模型,得到制造约束条件,将制造约束反馈到性能优化仿真模型中,得到宽为0.29 mm、深为0.39 mm的矩形微流道优化设计参数,且通过辊对辊(R2R)的辊压工艺实验验证了该优化方法的可行性。考虑制造约束的换热器优化设计方法在性能优化设计阶段引入工艺限制条件,是实现换热器一体化设计制造的有效手段。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器(pche) 多目标遗传算法(MOGA) 换热性能 制造约束 辊压工艺

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超临界二氧化碳在印刷电路板式换热器内的流动换热特性研究 被引量：13

12

作者 徐哲 张明辉 +3 位作者 段天应 付文 李秋龙 李培跃 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期849-855,共7页

印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器,具有换热效率高、耐高温、耐高压等优势,可广泛应用于海洋工程、核能、光热发电等领域。本文采用数值模拟的方法,计算了跨拟临界点超临界二氧化碳(SCO_(2))在印刷电路板式换热器内的流动换... 印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器,具有换热效率高、耐高温、耐高压等优势,可广泛应用于海洋工程、核能、光热发电等领域。本文采用数值模拟的方法,计算了跨拟临界点超临界二氧化碳(SCO_(2))在印刷电路板式换热器内的流动换热特性。结果表明:SCO_(2)流体温度达到拟临界温度时,流通截面内流体温度分布最均匀,因为此时流体的有效导热系数最大;SCO_(2)侧对流换热热阻在总热阻中占比最大,其次为导热热阻,水侧对流换热热阻最小;采用等效厚度法计算得到的导热热阻偏大;雷诺数越大,在拟临界温度附近换热强化的程度越大。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板式换热器 流动换热特性 拟临界温度 数值模拟

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印刷电路板换热器中S-CO_(2)换热特性数值分析 被引量：7

13

作者 刘凯 明杨 +3 位作者 胡朝营 赵富龙 余霖 田瑞峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1777-1785,共9页

为了探究超临界二氧化碳(S-CO_(2))在直通道印刷电路板换热器(PCHE)中换热特性,本文采用数值模拟方法对此问题进行了研究。计算分析了S-CO_(2)在印刷电路板换热器中的换热特性,并对比了在单独改变一侧通道入口温度、工作压力及工质流量... 为了探究超临界二氧化碳(S-CO_(2))在直通道印刷电路板换热器(PCHE)中换热特性,本文采用数值模拟方法对此问题进行了研究。计算分析了S-CO_(2)在印刷电路板换热器中的换热特性,并对比了在单独改变一侧通道入口温度、工作压力及工质流量时对流换热系数和壁面努塞尔数的变化趋势。研究结果表明:由于工作压力不同,超临界二氧化碳工质存在从类液区向类气区过渡的情况,导致印刷电路板换热器换热通道入口温度或流量变化相同时对流换热系数和壁面努塞尔数呈现出不同的变化趋势。保持超临界二氧化碳工作压力和流量一定时改变冷侧入口温度比改变热侧入口温度对印刷电路板换热器热功率的影响更大;改变热通道的压力或流量要比改变冷通道的压力或流量对PCHE热功率的影响更大。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板 换热器 直通道 超临界流体 换热特性 对流传热 数值模拟

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翼型印刷电路板式换热器内流动与换热特性 被引量：1

14

作者 刘妍君 邵应娟 钟文琪 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期320-327,共8页

为了探究翼型印刷电路板式换热器(PCHE)内流动与换热特性,采用数值模拟方法,以S-CO_(2)为工质,针对S-CO_(2)布雷顿循环燃煤系统中的高温回热器,研究了质量流量、进口温度和出口压力对PCHE流动和换热特性的影响,分析压降、范宁摩擦因子... 为了探究翼型印刷电路板式换热器(PCHE)内流动与换热特性,采用数值模拟方法,以S-CO_(2)为工质,针对S-CO_(2)布雷顿循环燃煤系统中的高温回热器,研究了质量流量、进口温度和出口压力对PCHE流动和换热特性的影响,分析压降、范宁摩擦因子、努塞尔数及综合换热性能评价指标的变化规律,提出S-CO_(2)在翼型PCHE中新的流动和传热关联式.结果表明:冷流体质量流量从1.27 g/s提高到10.20 g/s,PCHE综合性能提升4.6倍;在冷流体进口流量为6.36 g/s时,热流体压降已经达到进口压力的2%;在相应温度变化范围内,温度对范宁摩擦因子f的影响在6%以内,冷流体进口温度提高40 K后,冷流体综合性能提高22%;采用9.5 MPa热流体出口压力时,可以在保持换热器性能的同时减少20%的压力损失. 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板换热器 流动及换热特性 努塞尔数

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国产印刷电路板式换热器的首次工业应用研究 被引量：7

15

作者 尤学刚 刘新宇 +3 位作者 曾冬 李秋龙 潜江伟 欧菲 《石油机械》 北大核心 2022年第2期46-52,共7页

印刷电路板式换热器(PCHE)具有构造紧凑、传热效率高、可承受高温和高压、无管束振动、排放容积小以及安全性高等优点,在军工舰船、航空航天、海洋油气开采、石油精细化工及核工程等领域具有常规换热器难以比拟的优势。然而该设备的研... 印刷电路板式换热器(PCHE)具有构造紧凑、传热效率高、可承受高温和高压、无管束振动、排放容积小以及安全性高等优点,在军工舰船、航空航天、海洋油气开采、石油精细化工及核工程等领域具有常规换热器难以比拟的优势。然而该设备的研制技术一直被国外公司垄断。为了推动我国PCHE的国产化进程,介绍了PCHE的结构、工作原理及工业应用情况,分析了PCHE研制过程中要攻克的关键技术,包括PCHE热力与结构协同设计、芯体板片的光化学蚀刻技术、芯体的真空扩散焊成型技术及PCHE的集成建造与检测评价技术,展望了PCHE在我国的市场前景。我国在PCHE的上游(换热芯体设计和传热计算)领域、中游(板片光化学蚀刻、真空扩散焊接)领域及集成建造方面已经拥有成熟的技术及经验积累,这将为该技术在我国实现全面国产化奠定基础。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 光化学蚀刻 真空扩散焊 芯体板片 检测评价

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天然气用印刷电路板换热器多孔介质模型研究 被引量：3

16

作者 陈望男 许子瑞 +4 位作者 马文贺 林军 邓全文 王雪超 马挺 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1154-1160,共7页

为探究天然气用印刷电路板换热器的流动不均匀性,建立了印刷电路板换热器多孔介质模型,并分析了该模型用于天然气流动特性预测的可行性。首先根据单通道的流动特性获得多孔介质模型参数,然后使用该模型对大尺度的印刷电路板换热器流场... 为探究天然气用印刷电路板换热器的流动不均匀性,建立了印刷电路板换热器多孔介质模型,并分析了该模型用于天然气流动特性预测的可行性。首先根据单通道的流动特性获得多孔介质模型参数,然后使用该模型对大尺度的印刷电路板换热器流场特性进行计算。结果表明:在层流(雷诺数Re≤1200)范围内,多孔介质模型能很好地预测实际模型的压力场和流动不均匀性,误差基本在5%以内;当Re=10000和通道数n=8时,增大通道长度有利于提高多孔介质模型预测实际模型的精度。 展开更多

关键词 天然气 印刷电路板换热器 多孔介质模型 流动不均匀性

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转折角对Z形通道印刷电路板式换热器中二氧化碳流动与换热特性的影响 被引量：1

17

作者 沈佳飞 王波 +2 位作者 周秋平 王雅亮 成金东 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期352-363,共12页

针对超临界二氧化碳气冷堆核电系统中Z形通道印刷电路板式换热器的优化设计,通过数值模拟研究转折角对印刷电路板式换热器中二氧化碳流动和换热特性的影响规律,分别拟合出摩擦因子和努塞尔数的计算关联式,分析传热过程的热阻,并讨论换... 针对超临界二氧化碳气冷堆核电系统中Z形通道印刷电路板式换热器的优化设计,通过数值模拟研究转折角对印刷电路板式换热器中二氧化碳流动和换热特性的影响规律,分别拟合出摩擦因子和努塞尔数的计算关联式,分析传热过程的热阻,并讨论换热器的综合性能。结果表明,摩擦因子和对流换热系数均随转折角的增大呈抛物线规律增长,在转折角小于20°时增长较慢。导热热阻占总传热热阻的4.16%~16.02%,并随二氧化碳质量流率和转折角的增大而升高,在印刷电路板式换热器的传热计算中,不应被忽略。随着转折角的增加,通道中努塞尔数的增长幅度小于摩擦因子的增长幅度,传递相同热量的泵送功率增大,但所需换热面积减小,换热器的制造成本下降,实际应用中需进一步通过技术经济分析以选取最佳转折角。为了控制通道中流动阻力占进口压力的比例,转折角以不超过20°为宜。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 转折角 二氧化碳 流动阻力 传热

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FSRU中印刷电路板式换热器换热性能的试验研究 被引量：9

18

作者 陈永东 于改革 +2 位作者 闫永超 韩冰川 倪利刚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期120-126,共7页

海上LNG浮式储存与再气化装置(FSRU)兼具成本和灵活性上的优势,是全球通用型LNG进口一站式解决方案,而基于印刷电路板式换热器(PCHE)的FSRU气化技术研究则是突破该装置模块核心技术的焦点。为了给后续开展的基于天然气侧/丙烷侧、超临... 海上LNG浮式储存与再气化装置(FSRU)兼具成本和灵活性上的优势,是全球通用型LNG进口一站式解决方案,而基于印刷电路板式换热器(PCHE)的FSRU气化技术研究则是突破该装置模块核心技术的焦点。为了给后续开展的基于天然气侧/丙烷侧、超临界低温介质侧/乙二醇侧再气化流程PCHE相关试验研究提供理论与试验基础,系统介绍了国外两种适用于FSRU中液化天然气再气化的流程及典型参数,选择了以丙烷为中间流体的再气化流程,建立了超临界压力低温介质——丙烷试验台,研究了氮侧和丙烷侧在PCHE中的,首次获得了两者在PCHE中的试验数据,基于面积权重提出了多相态换热器表观总传热系数的评价指标,并将以丙烷为中间流体的PCHE的表观传热系数和试验传热系数进行了对比。研究结果表明:①开展PCHE的热力性能研究是实现FSRU关键换热设备国产化的基本途径;②PCHE中超临界低温流体流量对总传热系数的影响规律为随着超临界低温流体流量的增加,总传热系数值不断升高;③以丙烷为中间流体的PCHE的表观传热系数和试验传热系数的偏差在6%以内,由此验证了PCHE设计方法的正确性。 展开更多

关键词 海洋天然气 浮式储存与再气化装置 印刷电路板式换热器 超临界 气化 冷凝 试验研究 表观总传热系数

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印刷电路板式换热器的设计分析 被引量：11

19

作者 董爱华 《节能技术》 CAS 2019年第2期170-173,共4页

为了对基于超临界二氧化碳燃气轮机余热利用循环的印刷电路板式换热器进行性能分析,提出了一种定热负荷下对印刷电路板式换热器的离散分析方法。该方法将印刷电路板式换热器看成由许多子换热单元组成的整体,利用MATLAB建模,并参考了美... 为了对基于超临界二氧化碳燃气轮机余热利用循环的印刷电路板式换热器进行性能分析,提出了一种定热负荷下对印刷电路板式换热器的离散分析方法。该方法将印刷电路板式换热器看成由许多子换热单元组成的整体,利用MATLAB建模,并参考了美国国家标准与技术研究院的物性库。通过分析定热负荷下,不同冷热侧流速对印刷电路板式换热器性能的影响。结果表明:二氧化碳在临界点和近临界点附近的比热具有较大的变化。采用分段设计的方法可以避免换热器性能剧烈变化带来的问题。在相同的初始条件下,换热器局部效率随冷流体质量流量的增加而增大,但是平均对数温差随冷流体质量流量的增加而减小。因此,换热性能的提高是以热导率为代价的。为了提高超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的性能与安全运行,必须仔细选择设计参数的工作范围。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 定热负荷 超临界二氧化碳 子换热单元 数值模拟 局部换热效率

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印刷电路板式换热器超临界二氧化碳传热特性分析 被引量：3

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作者 岳晓明 王为术 朱晓静 《能源研究与管理》 2022年第1期65-70,共6页

采用数值模拟的方法分析不同热工参数对印刷电路板式换热器内超临界二氧化碳进行换热特性研究。在压力8~12 MPa、质量流速800~2000 kg/(m^(2)·s)和入口温度650~850 K的参数范围内,讨论了压力、温度和质量流速对管内超临界二氧化碳... 采用数值模拟的方法分析不同热工参数对印刷电路板式换热器内超临界二氧化碳进行换热特性研究。在压力8~12 MPa、质量流速800~2000 kg/(m^(2)·s)和入口温度650~850 K的参数范围内,讨论了压力、温度和质量流速对管内超临界二氧化碳传热特性的影响。研究结果表明:印刷电路板式换热器管内压力升高,传热系数增大;当流体温度升高,管内主流焓值增大,热传递能力增强,传热系数增大;在出口附近区域,随着边界层的厚度沿主流方向增加,传热系数先增大后减小,换热能力降低,传热系数减小;随着质量流速的升高,管内换热能力增强,平均换热系数升高,换热效果强化显著。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 超临界二氧化碳 传热 数值模拟

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