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印刷电路板式换热器冷热侧多通道热流耦合特性
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作者 蔡伟华 杨柳 +3 位作者 李文浩 何城然 赵斌 李倩 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期133-145,共13页
印刷电路板式换热器(PCHE)作为液化天然气(LNG)再气化的核心设备,因其体积小、效率高而在天然气液化工程领域应用广泛,但其换热性能直接决定了再气化过程的效率,亟需研究其中复杂流动与换热特性。为此,建立了PCHE冷热侧多通道耦合传热模... 印刷电路板式换热器(PCHE)作为液化天然气(LNG)再气化的核心设备,因其体积小、效率高而在天然气液化工程领域应用广泛,但其换热性能直接决定了再气化过程的效率,亟需研究其中复杂流动与换热特性。为此,建立了PCHE冷热侧多通道耦合传热模型,通过数值模拟方法研究了天然气跨临界流动与丙烷冷凝相变耦合下的流动与换热特性。最后基于模型微元划分,分析了PCHE内局部流动与换热特性。研究结果表明:①冷热侧各通道间温度与流量均存在着一定的差异,冷侧主要为天然气跨临界物性变化产生的流速不均,热侧主要为通道位置差异产生的冷凝量不同。②换热系数与压降沿通道变化的整体规律与单通道研究结果基本一致,流动换热性能主要受流动状态影响,但不同区域的通道布置形式对流动换热系数有一定影响。③交叉流和逆流区域的换热系数相比顺流区域要更大。结论认为,研究结果可为LNG气化器内跨临界和冷凝相变共轭传热研究以及PCHE的设计提供理论和技术参考价值,有助于LNG工程建设的高质量发展。 展开更多
关键词 印刷电路板换热 天然气跨临界流动 丙烷冷凝 冷热侧耦合 微元分析 LNG气化
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印刷电路板式天然气冷却器性能仿真模型和验证
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作者 密晓光 孙国刚 +1 位作者 程昊 张晓慧 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期426-434,共9页
针对印刷电路板式换热器建立了三维分布参数模型,采用三维数组来描绘换热器芯体并划分控制单元,同时提出了一种基于向量矩阵的流路描述手段。将文献中提出的适用于印刷电路板式换热器天然气侧与水侧的换热及压降关联式应用于仿真模型中... 针对印刷电路板式换热器建立了三维分布参数模型,采用三维数组来描绘换热器芯体并划分控制单元,同时提出了一种基于向量矩阵的流路描述手段。将文献中提出的适用于印刷电路板式换热器天然气侧与水侧的换热及压降关联式应用于仿真模型中。建立了模型的控制方程,并开发了一种基于二分法的能量方程快速迭代算法。利用该算法,完成了某海上平台天然气压缩机后冷却器的性能仿真,成功获取了换热器的换热负荷、流路压降等关键参数。通过与现场生产数据的对比,验证了模型的计算精度。结果显示,基于该仿真模型计算的换热器平均换热误差低于5%,天然气侧的平均压降误差也小于10%。 展开更多
关键词 印刷电路板换热 分布参数模型 算法 计算机模拟 实验验证
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基于边界层再发展的高效低阻印刷电路板式换热器通道设计
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作者 于婷俐 《热力发电》 北大核心 2025年第9期118-124,共7页
基于微细通道印刷电路板式换热器在热力发电、航空航天等领域的应用,以及边界层再发展理论,提出了一种高效低阻且易加工的横向开槽式通道,对通道换热进行强化。采用数值模拟方法研究平直通道及开槽通道的流动传热特性,探究横向开槽通道... 基于微细通道印刷电路板式换热器在热力发电、航空航天等领域的应用,以及边界层再发展理论,提出了一种高效低阻且易加工的横向开槽式通道,对通道换热进行强化。采用数值模拟方法研究平直通道及开槽通道的流动传热特性,探究横向开槽通道的传热强化及流动减阻机理。结果表明:入口效应可以在较小流阻增加的前提下大幅强化传热;横向开槽通道可以在开槽区域通过流动分离实现多次入口效应,使流动边界层周期性再发展,从而大幅强化局部对流换热;开槽区域速度梯度较小,可以有效降低局部阻力。提出的横向开槽通道可使通道换热能力提升2.24%~2.59%,阻力降低6.66%~7.91%,综合换热性能提升9.87%~11.02%。 展开更多
关键词 印刷电路板换热 入口效应 横向开槽通道 流动传热特性 高效低阻强化
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梯形通道内超临界CO_(2)印刷电路板式换热器流动传热特性研究
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作者 李松 吴江波 +1 位作者 于志斌 董浩楠 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期178-184,共7页
为了探究梯形截面通道印刷电路板式换热器(PCHE)内部强迫对流特性的影响,明确几何参数对换热器换热特性的作用,采用数值模拟的方法,针对通道弯折角度(0°、10°、20°、30°)和通道节距(8、12、16 mm)两个关键几何参数... 为了探究梯形截面通道印刷电路板式换热器(PCHE)内部强迫对流特性的影响,明确几何参数对换热器换热特性的作用,采用数值模拟的方法,针对通道弯折角度(0°、10°、20°、30°)和通道节距(8、12、16 mm)两个关键几何参数展开研究。当流体流经弯折角处时,详细监测流体流动状态的变化,包括湍流动能和流动速度的改变,以此来分析其对冷热通道换热性能的影响。在模拟过程中发现,当流体流经弯折角处时,流动状态发生显著变化,流体湍流动能提升,流动速度变慢,但冷热通道换热性能得到提升。其中,当弯折角度为30°、通道节距为8 mm时,换热器性能的表现最佳。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳(sCO_(2)) 印刷电路板换热 流动传热特性 转折角 通道节距
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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:3
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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 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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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 被引量:4
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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 传热系数 超临界二氧化碳 动态响应
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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 被引量:1
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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 分节点法 换热特性
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印刷电路板换热器内翅片布置方式的场协同分析与讨论 被引量:1
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作者 杨彦春 鹿院卫 +1 位作者 吴玉庭 魏海姣 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期610-619,共10页
为了研究超临界CO_(2)的传热性能并提高其换热性能,通过采用超临界CO_(2)作为传热流体,以翼型翅片为例,使用数值模拟的方法探究印刷电路板换热器内的不连续翅片通道,分析几种翅片布置方式的传热和阻力性能,得出翅片的最佳布置方式。同... 为了研究超临界CO_(2)的传热性能并提高其换热性能,通过采用超临界CO_(2)作为传热流体,以翼型翅片为例,使用数值模拟的方法探究印刷电路板换热器内的不连续翅片通道,分析几种翅片布置方式的传热和阻力性能,得出翅片的最佳布置方式。同时通过场协同理论,即通过分析温度场、压力场和速度场之间的协同性对模拟结果进行分析与讨论。结果表明,当交错距离为4 mm时,其传热性能与阻力性能均为最优,拥有最小的温度场与速度场协同角和最大的压力场与速度场协同角,表明这种布置方式可以使温度场与速度场的协同性和压力场与速度场的协同性均为最优,且它们之间的协同性均随着入口质量流量的增大而变差。 展开更多
关键词 印刷电路板换热 传热 超临界CO_(2) 场协同 协同角 数值模拟
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翼型印刷电路板式换热器流动传热特性数值研究 被引量:1
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作者 任冠宇 张义飞 +1 位作者 李新泽 杜文静 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期108-117,共10页
印刷电路板式换热器(PCHE)作为一种新型微通道换热器,在超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环中广泛应用。通过数值模拟分析了SCO_(2)在翼型PCHE通道中的热工水力性能。结果表明,改进翅片尺寸和迎角能提高表面传热系数与综合性能。随着相... 印刷电路板式换热器(PCHE)作为一种新型微通道换热器,在超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环中广泛应用。通过数值模拟分析了SCO_(2)在翼型PCHE通道中的热工水力性能。结果表明,改进翅片尺寸和迎角能提高表面传热系数与综合性能。随着相关参数变化程度增大,对应的表面传热系数与综合性能进一步提高。在翅片中心开槽能够降低摩擦因子,但综合性能下降。结合翅片尺寸、方位、形状的三个结构参数的正交试验表明,翅片无量纲开槽宽度对流动传热性能的影响最大。在样本范围内,翅片扩大倍数为1.4,迎角为20°且不开槽的结构综合性能最佳。不同结构的翼型PCHE流动传热性能的分析可为SCO_(2)冷却理论研究和PCHE典型工程应用提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板换热 数值模拟 流动 传热
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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 被引量:1
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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 印刷电路板换热 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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基于机器学习的印刷电路板式换热器流动换热预测与仿真 被引量:5
11
作者 李倩 张蓉民 +2 位作者 林子杰 战琪 蔡伟华 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2852-2864,共13页
基于Zigzag形通道印刷电路板式换热器内跨临界甲烷的流动换热数值模拟结果开展通道内局部对流传热系数与压降机器学习与预测。采用微元分段法提取各通道内局部多物理场参数构建数据库,通过互信息法筛选输入参数,并根据验证集预测效果确... 基于Zigzag形通道印刷电路板式换热器内跨临界甲烷的流动换热数值模拟结果开展通道内局部对流传热系数与压降机器学习与预测。采用微元分段法提取各通道内局部多物理场参数构建数据库,通过互信息法筛选输入参数,并根据验证集预测效果确定最佳网络结构和超参数。预测结果表明,人工神经网络模型表现最佳,预测对流传热系数的平均绝对百分比误差为2.228%,预测压降则为5.009%。利用机器学习对流动换热参数的预测开发了一种Zigzag形通道印刷电路板式换热器一维仿真方法,实现了通道内流体温度、壁温、对流传热系数和压降的快速准确预测,为换热器设计提供了新的方法。 展开更多
关键词 印刷电路板换热 传热 计算流体力学 神经网络 一维仿真
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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:4
12
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 多孔介质模型 流动不均匀性
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印刷电路板式换热器传热与流动研究进展 被引量:26
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作者 于改革 陈永东 +1 位作者 李雪 吴晓红 《流体机械》 CSCD 北大核心 2017年第12期73-79,共7页
印刷电路板式换热器是适用于高温高压等苛刻条件的高效紧凑式换热器,在新一代核电、光热发电、氢能领域呈现出潜在应用前景。本文综述了国内外印刷电路板式换热器传热与流动数值模拟研究、试验研究,列出并对比了相关研究中得到的传热与... 印刷电路板式换热器是适用于高温高压等苛刻条件的高效紧凑式换热器,在新一代核电、光热发电、氢能领域呈现出潜在应用前景。本文综述了国内外印刷电路板式换热器传热与流动数值模拟研究、试验研究,列出并对比了相关研究中得到的传热与流动准则方程。指出了目前印刷电路板式换热器数值模拟局限于设定恒定边界条件,单层通道传热与流动的试验局限于低雷诺数范围,样机传热与流动试验局限于单相工质。展望了印刷电路板式换热器传热与流动进一步研究方向。 展开更多
关键词 印刷电路板换热 传热 流动 准则方程
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基于遗传算法的非对称翼形翅片印刷电路板式换热器优化设计 被引量:18
14
作者 王丹 李家港 +2 位作者 潘康 王珂 刘遵超 《压力容器》 北大核心 2023年第7期36-46,共11页
为了研究结构参数和入口雷诺数对非对称翼形翅片印刷电路板式换热器(PCHE)性能的影响,首先基于计算流体力学对简化的非对称翼形翅片PCHE进行三维数值模拟,通过拟合计算结果得出了误差分别在10%和13%以内的努塞尔数Nu和摩擦系数f的经验... 为了研究结构参数和入口雷诺数对非对称翼形翅片印刷电路板式换热器(PCHE)性能的影响,首先基于计算流体力学对简化的非对称翼形翅片PCHE进行三维数值模拟,通过拟合计算结果得出了误差分别在10%和13%以内的努塞尔数Nu和摩擦系数f的经验准则式;然后,采用一维分析方法来计算全尺寸PCHE(不对换热器模型进行简化)的体积、换热量和压降等参数;最后,将全尺寸PCHE单位体积的换热量(Q/V)和总压降(Δ_(p))作为目标函数,将翅片横向间距、翅片厚度和入口雷诺数作为设计变量,结合NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化设计。研究结果表明,与翅片横向距离为4.8 mm时相比,当翅片横向距离为3 mm时,换热器的Q/V最大可增加88.7%,Δ_(p)最大可增加178.6%;与翅片厚度为0.6 mm时相比,当翅片厚度为2.4 mm时,换热器的Q/V最大可增加76.5%,Δ_(p)最大可增加93.9%;与本文所研究的其他结构参数的非对称翼形翅片PCHE综合对比,使用NACA8540翼形翅片的PCHE具有最佳的性能。所得结论对于非对称翼形翅片PCHE的应用具有一定指导意义。 展开更多
关键词 非对称翼形翅片 遗传算法 印刷电路板换热(PCHE) 一维分析 多目标优化设计
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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 被引量:2
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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 变截面通道 敏感性分析
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结构和工况参数对印刷电路板式换热器性能的影响 被引量:16
16
作者 徐婷婷 赵红霞 +1 位作者 韩吉田 赖艳华 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第12期28-35,共8页
印刷电路板式换热器(PCHE)具有耐高温高压和结构紧凑的特点,因此常被用于超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环中。本文采用分段设计方法对PCHE建立了数学模型,与实验结果对比显示,热负荷、冷负荷、冷流体进口温度、热端换热面积、热端流量... 印刷电路板式换热器(PCHE)具有耐高温高压和结构紧凑的特点,因此常被用于超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环中。本文采用分段设计方法对PCHE建立了数学模型,与实验结果对比显示,热负荷、冷负荷、冷流体进口温度、热端换热面积、热端流量的误差分别为2.700%、0.330%、0.634%、0.683%、2.219%,证明了数值模型的正确性。对不同水力直径、壁厚及热端进口温度下的PCHE换热性能及阻力特性进行了对比分析,结果表明:水力直径与总传热系数和压降成反比,冷端压降大于热端;壁厚与总传热系数成反比,但压降对壁厚变化不敏感;热端进口温度越高,总传热系数和压降越小。研究结果可为PCHE的几何设计和热力学性能的研究提供一定参考。 展开更多
关键词 印刷电路板换热 换热性能 Z型流道 超临界二氧化碳 布雷顿循环 分段设计
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超临界CO_(2)印刷电路板式换热器实验研究及费用评估 被引量:7
17
作者 史阳 周敬之 +2 位作者 淮秀兰 郭江峰 成克用 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第19期6529-6536,共8页
目前,超临界CO_(2)印刷电路板换热器研究主要以数值模拟为主。实验研究较少,部分实验运行温度和压力远低于超临界CO_(2)布雷顿循环发电系统实际工况。此外,基于实验结果的超临界CO_(2)换热器费用评估未见报道。为此,采用印刷电路板式换... 目前,超临界CO_(2)印刷电路板换热器研究主要以数值模拟为主。实验研究较少,部分实验运行温度和压力远低于超临界CO_(2)布雷顿循环发电系统实际工况。此外,基于实验结果的超临界CO_(2)换热器费用评估未见报道。为此,采用印刷电路板式换热器作为超临界CO_(2)布雷顿循环发电系统回热器和冷却器,在全温全压实验条件下测试质量流量对换热器缩比样机的热导、效能、换热量和摩擦因子的影响规律,并依据实验数据对1MW超临界CO_(2)发电系统用回热器和冷却器费用进行分析。结果表明,不同质量流量条件下回热器和冷却器的热导、效能、换热量和摩擦因子变化幅度较大,从而对换热器的费用产生影响。研究结果为MW级超临界CO_(2)布雷顿循环发电系统回热器和冷却器的研发提供技术支撑。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 实验测试 印刷电路板换热 费用评估 回热 冷却
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印刷电路板式换热器内超临界甲烷流动换热特性模拟 被引量:14
18
作者 谢瑶 李剑锐 胡海涛 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期203-209,共7页
印刷电路板式换热器(printedcircuitheatexchanger,PCHE)作为一种新型高效微通道换热器,将其应用在LNG浮式储存与气化装置(FSRU)上具有非常大的潜力。对超临界甲烷在PCHE通道中的流动和传热特性进行了数值模拟,结果表明:传热系数随温度... 印刷电路板式换热器(printedcircuitheatexchanger,PCHE)作为一种新型高效微通道换热器,将其应用在LNG浮式储存与气化装置(FSRU)上具有非常大的潜力。对超临界甲烷在PCHE通道中的流动和传热特性进行了数值模拟,结果表明:传热系数随温度先增大后减小,并在准临界温度(202~212 K)处达到峰值;压降随温度先保持不变,然后在准临界温度附近急剧上升,之后随温度增大的趋势变缓;当温度在准临界温度附近时,低质流密度下增大热通量会恶化传热;不同压力下传热系数均在准临界温度处达到峰值;温度低于准临界温度时,压力对压降的影响可以忽略,温度高于准临界温度时,压降随压力增大而显著降低;压力由6.4M Pa提高到8.5 MPa时,传热最大降低32.5%,压降最大降低28.5%;开发的换热和压降关联式平均误差分别为5.6%和4.2%。 展开更多
关键词 超临界甲烷 印刷电路板换热 准临界温度 数值模拟 流动 传热
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印刷电路板式换热器传热与流动规律及准则式研究 被引量:15
19
作者 李雪 陈永东 +2 位作者 于改革 吴晓红 王严冬 《压力容器》 2017年第12期21-26,共6页
印刷电路板式换热器具有高效的传热性能和可靠的结构特性,在超高温气冷堆、光电发热等领域具有广阔的应用前景。建立了三维流固耦合传热数值模型,在模型有效性验证的基础上,对5°,15°,25°,30°,45°五种角度的Zig... 印刷电路板式换热器具有高效的传热性能和可靠的结构特性,在超高温气冷堆、光电发热等领域具有广阔的应用前景。建立了三维流固耦合传热数值模型,在模型有效性验证的基础上,对5°,15°,25°,30°,45°五种角度的Zigzag通道(Z字形通道)在雷诺数Re≤2000范围内流体的传热与流动规律进行了研究,研究表明角度对流体传热与流动特性影响显著;对45组计算数据进行拟合,引入表征Zigzag通道角度的自变量,建立了综合考虑雷诺数Re、普朗特数Pr和Zigzag通道角度三因素的传热与流动准则式,对印刷电路板式换热器Zigzag通道的热力设计具有指导意义。 展开更多
关键词 印刷电路板换热 流固耦合传热 通道角度 传热与流动准则式 热力设计
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超临界二氧化碳动力循环中印刷电路板换热器芯体机械应力和热应力耦合分析 被引量:7
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作者 吴家荣 李红智 +2 位作者 杨玉 张旭伟 乔永强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期640-649,共10页
超临界二氧化碳动力循环中印刷电路板换热器所处的高温高压工况可能导致芯体材料失效和结构破坏,有必要进行应力分析以优化通道结构,保证系统长期安全稳定运行。该文利用有限元方法对印刷电路板换热器芯体热冷通道特定路径的热应力、机... 超临界二氧化碳动力循环中印刷电路板换热器所处的高温高压工况可能导致芯体材料失效和结构破坏,有必要进行应力分析以优化通道结构,保证系统长期安全稳定运行。该文利用有限元方法对印刷电路板换热器芯体热冷通道特定路径的热应力、机械应力和总应力进行分析,比较487.6~537.1℃范围内的热应力,分析半圆通道尖角圆弧半径对应力变化的影响。结果表明:芯体所受应力是工质压力和温度梯度共同作用的结果,冷通道的总应力大于热通道;芯体半圆截面通道尖角的存在导致应力集中,半圆弧中间位置因温度梯度较大产生较大热应力;增大芯体半圆截面尖角圆弧半径能有效减小应力集中处的机械应力和热应力,且机械应力减小幅度更大。最后,指出在通道结构设计时应注意改善尖角处的应力集中,并控制蚀刻深度,相同当量直径下采用圆截面的通道最大热应力、最大机械应力和最大总应力都有大幅的减小。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板换热 热应力 机械应力 应力集中
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