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垂直管内高质量流速超临界CO_(2)换热特性
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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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非均匀高热通量内置纽带冷却通道阻力特性分析
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作者 朱戈 毕勤成 +1 位作者 田书建 颜建国 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期5083-5091,共9页
以托卡马克装置中偏滤器的靶板水冷通道为背景,实验研究了非均匀热通量下有、无内置纽带的圆形冷却通道的阻力特性。工质为去离子水,主要参数为:质量流速G为(3~8)×10^(3)kg/(m^(2)∙s)、实验段入口压力P为3MPa、4.2MPa、5MPa、等效... 以托卡马克装置中偏滤器的靶板水冷通道为背景,实验研究了非均匀热通量下有、无内置纽带的圆形冷却通道的阻力特性。工质为去离子水,主要参数为:质量流速G为(3~8)×10^(3)kg/(m^(2)∙s)、实验段入口压力P为3MPa、4.2MPa、5MPa、等效单侧辐射热通量qe为5~10MW/m^(2)。采用通电方式对偏置圆形通道进行加热,来模拟偏滤器受到高温等离子体的单侧辐射加热。对非均匀高热通量下的竖直上升圆形冷却通道进行流动阻力实验。详细讨论了内置纽带结构以及q_(e)、G、P等系统参数对实验段阻力dP的影响:在单相流动区,实验段阻力主要受到内置纽带、质量流速和热通量的影响,有内置纽带的阻力显著高于无纽带的工况,且qe越低,G越高,则dP越大;在欠热沸腾流动区,dP与内置纽带、q_(e)、G、P均有相关性:其中内置纽带和G对dP的影响减小,P对dP的影响增强。q_(e)越高、G越高、P越低的工况,dP越大。对受热圆形通道的单相阻力关联式进行评估,结果表明:几乎所有关联式都高估了给定黏度比下的阻力系数比。根据实验数据拟合出适用于高质量流速和非均匀高热通量下的单相流动阻力关联式,其均方根误差为3.17%。 展开更多
关键词 非均匀高热通量 内置纽带 高质量流速 阻力关联式 偏滤器
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不均匀热流下特超蒸发冷却器中过冷水的阻力特性试验研究
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作者 朱戈 王为术 +1 位作者 毕勤成 颜建国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第13期5086-5093,共8页
为研究聚变堆偏滤器拱顶冷却结构的流动阻力特性,在系统压力为2.7,3.2,3.7MPa、质量流速为2000~5000kg·m^(-2)·s^(-1)、试验段等效单侧辐射热流密度2~5MW·m^(-2)的参数范围内,对类单侧加热条件下,竖直上升的特超蒸发冷... 为研究聚变堆偏滤器拱顶冷却结构的流动阻力特性,在系统压力为2.7,3.2,3.7MPa、质量流速为2000~5000kg·m^(-2)·s^(-1)、试验段等效单侧辐射热流密度2~5MW·m^(-2)的参数范围内,对类单侧加热条件下,竖直上升的特超蒸发冷却器中的过冷水进行流动阻力试验。详细分析了系统压力、质量流速、试验段等效单侧辐射热流密度对流动阻力的关联和影响,结果表明:在单相区,流动阻力随主流体温度的变化不明显;而在过冷沸腾区,流动阻力会随着流体温度的升高而迅速增大。在单相流动区,压力对阻力的影响不明显,但在较低压力的工况下会更早的进入过冷沸腾区,阻力曲线的斜率在较低的主流体温度下就开始增大;质量流速越高,则流动阻力越大;在单相区,热流密度越高,则阻力越小。用试验数据对典型阻力关联式进行了评估,结果表明,已有关联式无法良好地预测该试验工况下的流动阻力。所以,拟合出了适用于受到单侧加热的高热流密度下特超蒸发冷却器的阻力公式,该公式对该试验数据的预测精度较高,算术平均误差和均方根误差分别达到0.72%和4.33%。试验结果对偏滤器拱顶冷却结构的设计具有工程上的参考价值。 展开更多
关键词 不均匀热流 特超蒸发器 过冷沸腾 流动阻力 高质量流速
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