Z形微通道PCHE中S-CO_(2)流动传热特性分析

1

作者 付有为 高月 +3 位作者 曹英举 杨喆 姜媛媛 姜文全 《低温工程》 北大核心 2025年第3期48-58,共11页

为研究超临界二氧化碳在印刷电路板式换热器Z形微通道中的强化换热规律,改变了冷通道入口质量流速和入口温度,对不同工况下超临界二氧化碳流动换热性能进行分析。结果表明:冷通道质量流速从1200—1800 kg/(m2·s),冷通道传热系数峰... 为研究超临界二氧化碳在印刷电路板式换热器Z形微通道中的强化换热规律,改变了冷通道入口质量流速和入口温度,对不同工况下超临界二氧化碳流动换热性能进行分析。结果表明:冷通道质量流速从1200—1800 kg/(m2·s),冷通道传热系数峰值提高92.23%,热通道热系数峰值提高27.49%,沿流动方向传热系数随通道几何形状呈周期性增加,强化换热趋势明显,变质量流速条件下,冷通道努塞尔数平均值提高64.8%,对流换热强度增大,冷热通道综合换热指标(PEC)分别提高56.63%和18.15%,换热性能显著提高;随着冷通道入口温度升高,传热系数逐渐下降,拟临界温度条件下传热系数达到峰值,雷诺数增大速率最大,流体与壁面换热加快,努塞尔数变化规律受热导率变化主导,PEC数值越大,强化换热效果越明显。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 Z 形微通道 超临界二氧化碳 强化换热 努塞尔数

在线阅读 下载PDF 职称材料

单元类型对PCHE有限元计算的影响及优化策略研究

2

作者 王锡丁 曾东 +3 位作者 李培跃 付文 史新鑫 杨志锋 《压力容器》 北大核心 2025年第3期54-61,共8页

本文旨在研究不同单元类型对印刷电路板式换热器(PCHE)有限元计算结果的影响,提出优化策略以提高计算精度和效率。基于Ansys Workbench软件对PCHE管箱接管-筒体结构进行应力分析,探究单元类型、单元技术和网格密度对薄膜应力的影响,并... 本文旨在研究不同单元类型对印刷电路板式换热器(PCHE)有限元计算结果的影响,提出优化策略以提高计算精度和效率。基于Ansys Workbench软件对PCHE管箱接管-筒体结构进行应力分析,探究单元类型、单元技术和网格密度对薄膜应力的影响,并通过解析法验证计算可靠性(圆筒与接管薄膜应力偏差分别小于2.14%和8.03%)。进一步将该方法应用于PCHE芯体板片结构,结果表明:SOLID185一阶增强应变单元与SOLID186二阶缩减积分单元计算结果相近,但SOLID186在网格层数≤4时,计算效率更高,而SOLID185在网格层数≥4时,资源消耗更低。研究结果为PCHE的精细化设计与工程应用提供了理论支持。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 有限元分析 单元类型 网格密度 优化策略

在线阅读 下载PDF 职称材料

印刷电路板式换热器冷热侧多通道热流耦合特性

3

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 印刷电路板式换热器 天然气跨临界流动 丙烷冷凝 冷热侧耦合 微元分析 LNG气化器

在线阅读 下载PDF 职称材料

错流型印刷电路板式热交换器中超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热模型研究

4

作者 徐德天 杜海鸥 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期209-221,共13页

铅铋快堆结合超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统因其紧凑性、固有安全性、高效性等诸多优点被认为是未来先进核能系统备受瞩目的发展方向之一。本文提出一种错流型印刷电路板式热交换器(PCHE),采用数值模拟的方法研究其以铅铋合金(LBE)... 铅铋快堆结合超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统因其紧凑性、固有安全性、高效性等诸多优点被认为是未来先进核能系统备受瞩目的发展方向之一。本文提出一种错流型印刷电路板式热交换器(PCHE),采用数值模拟的方法研究其以铅铋合金(LBE)和超临界二氧化碳(S-CO_(2))为换热工质的耦合换热特性,并通过与传统逆流型PCHE的对比对其不同工况条件下的换热性能做出评价。结果表明:相同体积与工况条件下,错流型PCHE流道单元的传热系数高于逆流型PCHE的传热系数,且冷流道入口温度对错流型PCHE的换热能力影响较小;错流型PCHE流道单元中固体部分的导热热阻小于逆流型PCHE,流道热通量差相对降低了46%,且布置方式对形变量和结构应力分布的相对影响小于5%;此外,随着S-CO_(2)质量流量的增加,错流型PCHE冷端对流换热系数先减小后增大,流道单元换热量持续增加,换热能力显著提升;最后,对错流型PCHE的优化进行初步探索,通过改变冷流道轴向形状,使其换热性能得到一定提升,并提出进一步优化思路。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳(S-CO_(2)) 铅铋合金(LBE) 印刷电路板式热交换器(pche) 错流型

在线阅读 下载PDF 职称材料

印刷电路板式天然气冷却器性能仿真模型和验证

5

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 印刷电路板式换热器 分布参数模型 算法 计算机模拟 实验验证

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

6

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)) 印刷电路板式换热器 流动传热特性 转折角 通道节距

在线阅读 下载PDF 职称材料

PCHE中非直线型微通道内摩擦因子关联式研究 被引量：6

7

作者 殷泽 张高高 +1 位作者 戴秋敏 许玉 《流体机械》 CSCD 北大核心 2021年第7期29-37,共9页

对印刷电路板式换热器(PCHE)中非直线型微通道内摩擦因子关联式进行了全面总结,系统综述了基于He、CO_(2)和H_(2)O等工质的摩擦因子关联式,并将各关联式与收集到的898个试验数据点进行对比分析。结果表明:对于全部数据,预测精度最高的... 对印刷电路板式换热器(PCHE)中非直线型微通道内摩擦因子关联式进行了全面总结,系统综述了基于He、CO_(2)和H_(2)O等工质的摩擦因子关联式,并将各关联式与收集到的898个试验数据点进行对比分析。结果表明:对于全部数据,预测精度最高的关联式的平均绝对误差为36.8%;对于通道倾角15°的数据以及He的数据,精度最高的关联式的平均绝对误差均小于10%,而对于其他类型的数据,则基本都大于30%,甚至可达70%左右。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 pche 微通道 摩擦因子 关联式

在线阅读 下载PDF 职称材料

PCHE内轴向导热对局部换热性能的影响研究 被引量：13

8

作者 张海燕 郭江峰 +1 位作者 淮秀兰 崔欣莹 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4590-4598,共9页

通过改变印刷电路板式换热器(PCHE)通道壁厚、直径以及冷热侧CO2进口温度差,数值分析了层流条件下,轴向导热对PCHE内超临界压力CO2流动换热的影响。结果表明,考虑轴向导热时,局部热通量沿程变化更加平缓,冷侧对流传热系数在小于拟临界... 通过改变印刷电路板式换热器(PCHE)通道壁厚、直径以及冷热侧CO2进口温度差,数值分析了层流条件下,轴向导热对PCHE内超临界压力CO2流动换热的影响。结果表明,考虑轴向导热时,局部热通量沿程变化更加平缓,冷侧对流传热系数在小于拟临界温度区域变小,而热侧对流传热系数在小于拟临界温区域增大;轴向导热仅对热效率峰值附近区域有所影响,其使得峰值略有增大且向低温侧移动;传热熵产主要发生在高温区域,轴向导热可有效降低局部传热熵产。增大壁厚和直径可增大轴向导热的影响,而增大进口温差,轴向导热的影响变化不大。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 超临界压力CO2 传热 轴向导热 层流 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

600MW煤基超临界二氧化碳循环PCHE预冷器设计及传热特性研究 被引量：8

9

作者 吴新汶 邵应娟 钟文琪 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期5916-5924,共9页

为对超临界二氧化碳循环预冷器进行概念设计并探究其传热特性,构建了印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)预冷器的变结构分段设计模型,对600MW煤基超临界二氧化碳循环PCHE预冷器开展设计计算和传热特性研究,在定... 为对超临界二氧化碳循环预冷器进行概念设计并探究其传热特性,构建了印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)预冷器的变结构分段设计模型,对600MW煤基超临界二氧化碳循环PCHE预冷器开展设计计算和传热特性研究,在定换热量条件下分析冷热侧质量流量与预冷器设计参数的变化关系,探讨其内部传热特性,并给出预冷器设计方案。结果表明:预冷器内S-CO_(2)拟临界工况使温度呈非线性变化,热侧工质物性变化对预冷器整体传热性能的影响更加明显;热侧单通道入口质量流量增加3倍能使平均传热系数提高54.21%,但最小温差值降低53.38%,冷侧单通道入口质量流量的增加仅能强化冷侧传热;设计时可优先选取体积为优化目标以确定截面通道数及热侧入口参数,冷侧水量选取应权衡尺寸及压降关系;最终,该方案选取预冷器内冷热侧单通道入口质量流量分别为2.2和0.75g/s,与已有结果相比该预冷器体积可减小10.50%,夹点温差提高1℃。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 预冷器 印刷电路板式换热器 分段设计 传热性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

直通道PCHE内S-CO_(2)与铅铋合金耦合换热特性数值分析 被引量：2

10

作者 刘凯 彭军 +3 位作者 赵富龙 董显敏 田瑞峰 谭思超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2103-2111,共9页

针对超临界二氧化碳(S-CO_(2))与液态铅铋合金在印刷电路板换热器内耦合换热问题,本文建立了“1对2型”直通道印刷电路板换热器换热单元三维模型。采用数值模拟方法对S-CO_(2)与液态铅铋合金耦合换热特性进行了研究。结果表明:冷侧S-CO_... 针对超临界二氧化碳(S-CO_(2))与液态铅铋合金在印刷电路板换热器内耦合换热问题,本文建立了“1对2型”直通道印刷电路板换热器换热单元三维模型。采用数值模拟方法对S-CO_(2)与液态铅铋合金耦合换热特性进行了研究。结果表明:冷侧S-CO_(2)对流换热热阻远大于热侧液态铅铋合金热阻,即印刷电路板换热器整体换热更受制于S-CO_(2)的影响,且S-CO_(2)侧的换热强度决定了整体换热的下限。改变S-CO_(2)侧入口质量流速比改变液态铅铋合金侧入口质量流速对印刷电路板换热器换热器单元功率影响程度更大。S-CO_(2)侧入口质量流速每增加1 kg/s,换热功率增加335.77 kW。本文研究结果可为后续液态铅铋合金与S-CO_(2)耦合换热研究和印刷电路板换热器设计提供参考。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 铅铋合金 印刷电路板 换热器 直通道 耦合换热特性 超临界流体 数值分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

高超声速飞行器布雷顿循环PCHE中CO_(2)换热特性数值研究

11

作者 王彦红 孙文清 +2 位作者 东明 李素芬 李洪伟 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期367-376,共10页

基于高超声速飞行器布雷顿循环中印刷电路板换热器(PCHE)的应用,对PCHE通道中的超临界换热进行了数值研究.阐述了热侧运行参数和冷侧运行参数对换热的影响机制.考察了热侧流体温度、流线和湍动能的分布情况.评价了热侧[火积]流、壁面[火... 基于高超声速飞行器布雷顿循环中印刷电路板换热器(PCHE)的应用,对PCHE通道中的超临界换热进行了数值研究.阐述了热侧运行参数和冷侧运行参数对换热的影响机制.考察了热侧流体温度、流线和湍动能的分布情况.评价了热侧[火积]流、壁面[火积]流和通道综合换热系数,建立了热侧换热关联式.计算结果表明:热侧压力提高、热侧进口温度下降、冷侧进口温度减小,均导致热侧换热增强.局部高湍动能是强化换热的原因.提高热侧参数可使通道的[火积]耗散性更小. 展开更多

关键词 印刷电路板换热器(pche) 超临界压力 二氧化碳 换热 [火积]流

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

12

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

13

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

超临界CO_(2)板式扩散焊矩形微通道换热器扰流格栅结构优化研究 被引量：1

14

作者 任燕 王沛东 +4 位作者 李洪 刘婧楠 武卫东 章立新 杨其国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4850-4858,I0020,共10页

为提升超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统中印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)的流动传热综合性能,该文通过数值模拟的方法,基于一种全蚀刻工艺的新型矩形截面PCHE,建立以... 为提升超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统中印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)的流动传热综合性能,该文通过数值模拟的方法,基于一种全蚀刻工艺的新型矩形截面PCHE,建立以冷热通道换热单元为研究对象的数学物理模型。研究不同运行工况下,通道内扰流格栅间距对S-CO_(2)流动传热特性的影响机理和影响规律。结果表明:不同格栅间距的热通道内S-CO_(2)的流速均沿程逐渐减小,而冷通道内S-CO_(2)的流速反而沿程逐渐增大。冷热通道内的流动摩擦阻力系数(f)和努塞尔数(Nu)均随着格栅间距的增大而逐渐增大,但不同格栅间距的冷通道内的f和Nu均大于其对应的热通道内的f和Nu。当格栅间距为5.97 mm时,矩形截面通道具有相对最优的综合性能,可以在阻力损失较小的情况下实现强化换热。研究结果可为全蚀刻工艺矩形截面PCHE的性能提升和结构优化提供理论依据和数据支撑。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳(S-CO_(2)) 印刷电路板式换热器 矩形截面 格栅间距 综合传热增强因子

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

15

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 印刷电路板式换热器 数值模拟 流动 传热

在线阅读 下载PDF 职称材料

印刷电路板换热器内翅片布置方式的场协同分析与讨论

16

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 印刷电路板换热器 传热 超临界CO_(2) 场协同 协同角 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

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：3

17

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 印刷电路板式换热器 传热 计算流体力学 神经网络 一维仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

第三代太阳能热发电换热器的热工水力性能研究

18

作者 王彦泉 鹿院卫 +3 位作者 高祺 李峰 马彦成 吴玉庭 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期190-196,共7页

通过数值模拟的方法,以二元共晶盐MgCl_(2)-KCl和sCO_(2)作为换热工质,探究熔盐和sCO_(2)印刷电路板换热器(PCHE)流道的热工水力规律。在翼型通道内,由于流动工质在翅片端部发生碰撞,流速最小值一般出现在翅片端部。受流速影响,压力最... 通过数值模拟的方法,以二元共晶盐MgCl_(2)-KCl和sCO_(2)作为换热工质,探究熔盐和sCO_(2)印刷电路板换热器(PCHE)流道的热工水力规律。在翼型通道内,由于流动工质在翅片端部发生碰撞,流速最小值一般出现在翅片端部。受流速影响,压力最小值通常出现在翅片最厚处。直通道和翼型通道内Nu、Δp均随Re的增大而增大,f随Re的增大而减小。在直通道和翼型通道内传热效果分别提升53.3%和56.9%。通过拟合,建立熔盐和sCO_(2)作为工质在印刷电路板换热器中的传热和摩擦关联式。 展开更多

关键词 太阳能热发电 熔盐 sCO_(2) 印刷电路板换热器 翼型通道 直通道

在线阅读 下载PDF 职称材料

紧凑式余热排出换热器实验研究 被引量：1

19

作者 赵博 汪贵旺 +1 位作者 赵凯程 沈卫立 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第33期14237-14242,共6页

针对核电领域余热排出系统的高效紧凑式换热需求,设计并搭建了基于印刷电路板换热器(printed circuit heat exchanger, PCHE)的余热排出系统流动换热实验平台,对PCHE冷、热侧的流动与换热特性开展了实验研究。研究结果显示,在650 mm... 针对核电领域余热排出系统的高效紧凑式换热需求,设计并搭建了基于印刷电路板换热器(printed circuit heat exchanger, PCHE)的余热排出系统流动换热实验平台,对PCHE冷、热侧的流动与换热特性开展了实验研究。研究结果显示,在650 mm×460 mm×60 mm PCHE试验件模块中最大可实现1 336 kW换热。采用修正威尔逊法开展换热特性数据分析,分离出冷侧和热侧对流换热系数。数据分析表明,PCHE整体换热性能与流体流量以及温度密切相关。热侧温度对热侧对流换热系数影响有限。流动特性数据分析显示,PCHE冷、热侧压降随流量上升而增大,热侧由于进出口微针肋的存在,压降显著高于冷侧。基于实验数据拟合了冷、热侧努塞尔数以及摩擦因子计算关联式。其中努塞尔数关联式平均误差为10.44%,冷、热侧摩擦因子关联式误差分别为6.71%和7.13%。研究结果表明PCHE是满足核电领域高效紧凑余热排出需求的有效方案。 展开更多

关键词 印刷板式换热器 余热排出 努塞尔数 流动压降

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

20

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

在线阅读 下载PDF 职称材料