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基于相分离的气液两相流动与传热性能提升方法综述
1
作者 周纪龙 李文霄 +2 位作者 钟锡镇 谢剑 齐会 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第23期9659-9671,共13页
为满足第五代移动通信、人工智能、低品位能源利用等领域的换热需求,气液相变传热需解决三方面的问题:两相流动阻力大、沸腾危机限制临界热流密度、传热性能需进一步提升,其共性解决方法是相分离。本文系统综述了近年涌现的相分离相变... 为满足第五代移动通信、人工智能、低品位能源利用等领域的换热需求,气液相变传热需解决三方面的问题:两相流动阻力大、沸腾危机限制临界热流密度、传热性能需进一步提升,其共性解决方法是相分离。本文系统综述了近年涌现的相分离相变传热技术,从驱动力角度分为三类:重力驱动、毛细力驱动、异质浸润性驱动;从相分离结果角度,分为三类:向系统外分离、系统内分离后两相重新分布、系统内分离后两相垂直交叉流动。结果表明相分离技术可同时解决两相流传热多方面的问题:“食人鱼”肋片应用于微通道沸腾传热,实现了排气减阻,同时临界热流密度突破1 kW/cm^(2);内插丝网膜管的相分离冷凝管可有效消除液泛,同时实现传热强化、流动减阻、抑制流动不稳定性。因此,相分离在热管理领域极具发展潜力。 展开更多
关键词 两相流 相变传热 相分离 沸腾 冷凝
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超高参数CO_(2)在水平管内流动传热数值模拟研究
2
作者 于博文 徐进良 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第14期5392-5401,I0005,共11页
超临界CO_(2)强制对流传热已得到广泛研究,但关于其规律和机理的认识仍不完全。该文对高参数超临界CO_(2)在内径为8 mm的水平管内传热特性开展数值模拟研究。基于类沸腾理论解释水平管传热恶化机理,获取管内工质在不同截面的超临界三区... 超临界CO_(2)强制对流传热已得到广泛研究,但关于其规律和机理的认识仍不完全。该文对高参数超临界CO_(2)在内径为8 mm的水平管内传热特性开展数值模拟研究。基于类沸腾理论解释水平管传热恶化机理,获取管内工质在不同截面的超临界三区分布,并讨论不同热流密度和压力对换热的影响规律。结果表明:提高入口温度可减小顶底传热温差并抑制传热恶化的发生;类气膜厚度局部增加导致导热热阻增加是管内发生传热恶化的原因;换热系数随热流密度的增加而减小,提高压力可显著增强管内换热并抑制传热恶化。最后,将模拟结果与经典单相湍流换热关联式和类两相换热关联式对比,发现在类两相区(two-phase-like,TPL)区模拟值与传统公式计算换热系数比(h/hDB)值偏离1,越远离TPL区h/hDB值越接近1,类两相换热关联式可较好的预测超临界类沸腾干度x在0~1之间的换热系数,模拟值与cheng公式计算换热系数h/hc偏差在±30%以内。研究结果对超临界CO_(2)发电系统安全稳定的运行和换热器的设计以及实际工程应用中换热系数的预测具有一定意义。 展开更多
关键词 高参数 超临界CO_(2) 流动传热 数值模拟
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多尺度结构烧结沟槽表面沸腾传热性能
3
作者 张喆 纪献兵 +2 位作者 杨聿昊 刘家璇 姚泊丞 《化工进展》 北大核心 2025年第2期669-676,共8页
为解决高热流密度电子元件的散热问题,本文采用不同粒径的铜粉烧结制备了多尺度结构沟槽表面,以FCM-47电子氟化液为工质,结合可视化,研究了多尺度结构对液体补充与汽泡逸出的作用,探寻了铜粉粒径与沟槽结构尺寸对汽泡产生、长大、脱离... 为解决高热流密度电子元件的散热问题,本文采用不同粒径的铜粉烧结制备了多尺度结构沟槽表面,以FCM-47电子氟化液为工质,结合可视化,研究了多尺度结构对液体补充与汽泡逸出的作用,探寻了铜粉粒径与沟槽结构尺寸对汽泡产生、长大、脱离及沸腾传热的影响。结果表明沟槽结构尺寸对沸腾换热有着显著的影响,其中谷部宽度影响着汽泡脱离直径,存在最佳宽度值,脊部高度及沟槽底层厚度的影响是沟槽所能提供的核化点数量、相变传热面积及汽液流动阻力平衡的结果。孔隙的理论分析和沸腾可视化均表明多尺度结构有利于沸腾换热。相较于球状铜粉,枝状铜粉在烧结后形成了具有大小孔径的多尺度结构通道,很好地兼顾了液体补充与汽泡逸出的不同需求,传热性能得到显著提升。其中粒径为150μm的枝状铜粉多尺度表面传热性能显著优于本实验范围内其他表面,在电子氟化液中的换热系数可达46.0kW/(m^(2)·K)。 展开更多
关键词 多尺度 烧结 沟槽结构 池沸腾 可视化 传热 相变
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湍流普朗特数对竖直圆管高热流超临界二氧化碳流动传热性能的影响 被引量：1
4
作者 施伟杰 王艳娟 +2 位作者 于滨汇 舒磊 徐进良 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期7684-7692,I0016,共10页
超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))因其腐蚀性小、临界参数低、高效等优势,广泛应用于燃煤火力发电、聚光太阳能发电、核反应堆等领域。其中,S-CO_(2)通常处于高温高压高热通量的加热湍流状态。现阶段湍流模型主... 超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))因其腐蚀性小、临界参数低、高效等优势,广泛应用于燃煤火力发电、聚光太阳能发电、核反应堆等领域。其中,S-CO_(2)通常处于高温高压高热通量的加热湍流状态。现阶段湍流模型主要针对亚临界、拟临界流动问题,对超临界流体流动适用性较差,因此,该文开展超临界工况下管内S-CO_(2)湍流流动传热研究。针对剪应力输运模型(SST湍流模型),建立均匀加热垂直上升管内S-CO_(2)多场耦合数值模型,并通过实验数据验证模型正确性。研究湍流普朗特数(Pr_(t))对湍流模型的影响,并探讨关键运行参数对管内壁温度的影响。结果表明,Pr_(t)对高温高压高热流S-CO_(2)湍流流动传热有重要影响。当Pr_(t)从1降低到0.65~0.70时,内壁温的平均相对误差可降低约3.16%,对流换热系数可增加25.21%。通过对Pr_(t)的修正可以有效提高SST湍流模型的准确性,结果可为高热流密度下S-CO_(2)循环的发展提供一定理论基础。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 垂直上升圆管 湍流普朗特数 超临界传热 多物理场耦合
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不同容量sCO_(2)轴流压缩机及循环系统运行特性
5
作者 王天泽 徐进良 郑毫楠 《动力工程学报》 北大核心 2025年第5期675-684,共10页
针对某超临界CO_(2)(sCO_(2))燃煤循环机组提出了一种压缩机性能预测模型,并将压缩机、透平和锅炉模型与循环系统进行耦合。结果表明:压缩机的特征尺寸与容量遵循0.5次幂定律;容量和额定转速提升时,等熵效率同步提高;入口参数趋近临界... 针对某超临界CO_(2)(sCO_(2))燃煤循环机组提出了一种压缩机性能预测模型,并将压缩机、透平和锅炉模型与循环系统进行耦合。结果表明:压缩机的特征尺寸与容量遵循0.5次幂定律;容量和额定转速提升时,等熵效率同步提高;入口参数趋近临界点可同时降低功耗并提升效率。当进口条件固定时,等熵效率随出口压力升高呈现先升后降的抛物线趋势,峰值对应最优压比;当循环机组的转速恒定时,热效率随容量增加呈抛物线分布,峰值出现在300 MW容量点;若转速随着容量协同优化,热效率曲线仍为抛物线,但峰值位移至600 MW容量点,这是透平效率提升与锅炉压降增大2种效应权衡的结果。 展开更多
关键词 sCO_(2)循环 容量 压缩机 损失 效率
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微通道内流动沸腾不稳定性影响因素实验研究 被引量：5
6
作者 宗露香 徐进良 刘国华 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期90-95,共6页
微通道沸腾不稳定性降低设备运行性能及传热特性。设计入口集成种子汽泡发生器的三角形硅基微通道热沉。搭建同步光学可视化测量实验台。研究加热膜长度、质量流量及种子汽泡触发频率对微通道内沸腾不稳定性及传热影响。结果表明:加热... 微通道沸腾不稳定性降低设备运行性能及传热特性。设计入口集成种子汽泡发生器的三角形硅基微通道热沉。搭建同步光学可视化测量实验台。研究加热膜长度、质量流量及种子汽泡触发频率对微通道内沸腾不稳定性及传热影响。结果表明:加热膜长度和质量流量作为控制沸腾不稳定性的关键参数,加热膜长度越长或质量流量越低,沸腾起始点和临界热流密度越早发生。单相液体区域,热流密度增大,压降略微降低,温度线性升高。汽液两相区域,热流密度增大,压降迅速增大,温度呈指数式上升。触发种子汽泡作为一种主动式控制技术,沸腾不稳定性得到抑制或消除,换热得到显著增强,是一种值得推广的技术。 展开更多
关键词 微通道 沸腾不稳定性 沸腾曲线 种子汽泡
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重力热管壁温与传热特性的实验分析 被引量：4
7
作者 郭浩 尤天伢 +1 位作者 纪献兵 徐进良 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第10期4036-4042,共7页
使用FC-72、乙醇和水作为工质,根据热管各部分的温度变化,研究重力热管的启动、壁温波动和传热性能,分析工质对重力热管壁温和传热特性的综合影响。实验结果表明:重力热管在启动和运行过程中的壁温波动与内部工质和加热功率等因素相关,... 使用FC-72、乙醇和水作为工质,根据热管各部分的温度变化,研究重力热管的启动、壁温波动和传热性能,分析工质对重力热管壁温和传热特性的综合影响。实验结果表明:重力热管在启动和运行过程中的壁温波动与内部工质和加热功率等因素相关,使用FC-72作为工质时,重力热管可在加热功率Q=10 W时平稳启动,以乙醇为工质时虽在启动中有温度波动但当加热功率升高时波动消失,而充有水的重力热管在小功率启动时温度波动较大,且存在温度波动的功率范围较广。所以FC-72或乙醇为工质时热管壁温稳定性较好;而以水作为工质时热管整体传热性能较好,冷凝热阻较小。同时蒸发段的轴向温度均匀性受工质类型和加热功率影响,在加热功率较小时,以FC-72为工质的热管蒸发段轴向均温性较差。 展开更多
关键词 重力热管 传热 相变 工质 壁温波动
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垂直上升管内超临界CO_2流动传热特性研究 被引量：21
8
作者 朱兵国 吴新明 +3 位作者 张良 孙恩慧 张海松 徐进良 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1282-1290,I0006,共10页
在压力为7.5～21 MPa,热通量为50～413 kW·m^(-2),质量流速为519～1500 kg·m^(-2)·s^(-1)的实验参数范围内,对超临界CO_2在内径为10.0 mm的垂直上升管内的流动传热特性进行了均匀加热条件实验研究。分析了热通量、压力... 在压力为7.5～21 MPa,热通量为50～413 kW·m^(-2),质量流速为519～1500 kg·m^(-2)·s^(-1)的实验参数范围内,对超临界CO_2在内径为10.0 mm的垂直上升管内的流动传热特性进行了均匀加热条件实验研究。分析了热通量、压力和浮升力对圆管内传热特性的影响规律。实验结果表明:随着热通量的增加,传热出现恶化现象,并且随着热通量的增加壁温峰值点向入口段移动。传热恶化发生在流体温度小于拟临界温度而壁面温度大于拟临界温度附近。增大压力时由于物性的变化趋于平缓,传热恶化被抑制。当传热恶化发生时,浮升力对传热恶化有明显的影响。基于实验数据,综合考虑物性变化和浮升力对传热的影响,建立了新的超临界二氧化碳传热关联式,在实验工况范围内,预测值与实验值的平均偏差和标准差分别为1.2%和16.29%。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 流动 传热关联式 实验 传热
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微小通道内不同润湿性表面流动冷凝传热 被引量：4
9
作者 袁金斗 王彦博 +2 位作者 胡涵 余雄江 徐进良 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期4156-4166,共11页
利用丝网烧结和聚四氟乙烯溶液(Teflon)浸渍法,在铜表面上制备了亲疏水匹配的结构,即在疏水四氟涂层上有阵列排布的椭圆亲水点,仅有四氟涂层的全疏水表面和不作修饰的全亲水铜表面作为对照,考察了以这三种表面为底部换热区域的矩形微小... 利用丝网烧结和聚四氟乙烯溶液(Teflon)浸渍法,在铜表面上制备了亲疏水匹配的结构,即在疏水四氟涂层上有阵列排布的椭圆亲水点,仅有四氟涂层的全疏水表面和不作修饰的全亲水铜表面作为对照,考察了以这三种表面为底部换热区域的矩形微小通道(水力直径1.5 mm)的换热特性和流动特性。实验的通道内蒸汽质量流速为10~60 kg·m-2·s-1,干度为0.3~1,亲疏水匹配表面与亲水表面相比,蒸汽冷凝传热系数(HTC)最高增加了454.6%,与全疏水表面相比,传热系数最高增加了107.3%,利用高速相机拍摄可视化照片,观察了通道内气液两相,尤其是表面液滴成核、聚并、冲刷的周期运动过程,解释了亲疏水匹配表面强化传热的机理。 展开更多
关键词 凝结 亲疏水表面 微小通道 传热系数
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超疏水高/低黏附表面的冷凝传热特性 被引量：3
10
作者 甘园园 纪献兵 +2 位作者 赵昶 孟宇航 苗政 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期288-296,323,共10页
目的获得超疏水高、低黏附表面传热性能的差异及其规律。方法以紫铜为基底,制备了亲水、超疏水高黏附与超疏水低黏附3类表面,研究了表面黏附性、蒸汽体积流量和冷却水流量等参数对冷凝传热的影响。结果蒸汽体积流量较小时,3类表面中,超... 目的获得超疏水高、低黏附表面传热性能的差异及其规律。方法以紫铜为基底,制备了亲水、超疏水高黏附与超疏水低黏附3类表面,研究了表面黏附性、蒸汽体积流量和冷却水流量等参数对冷凝传热的影响。结果蒸汽体积流量较小时,3类表面中,超疏水低黏附表面因液滴受到的黏附力较小而具有最大的冷凝传热系数。当蒸汽体积流量等于4.5 L/min时,超疏水高黏附和超疏水低黏附表面的传热系数分别为14.5 kW/(m^(2)·K)和19.8 kW/(m^(2)·K),相比亲水表面分别强化了3.6和4.9倍。随蒸汽流量的增加,3类表面的冷凝传热系数均逐渐增大。但高黏附表面上的液滴因受到的气–液界面剪切作用较强,其传热系数的增幅在3类表面中最为显著。当蒸汽体积流量增大到6.0 L/min时,超疏水高黏附表面的冷凝传热系数可达105 kW/(m^(2)·K),此时略大于超疏水低黏附表面的冷凝传热系数。结论液滴所受黏附力大小和气–液界面剪切作用程度共同决定了液滴脱落直径和冷凝传热系数的大小。因此,两类超疏水表面的冷凝传热系数随蒸汽体积流量变化的曲线存在交叉点,且交叉点所对应的蒸汽体积流量随着冷却水流量的增大而增加。 展开更多
关键词 超疏水 黏附性 蒸汽流量 滴状冷凝 冷凝传热 气–液界面剪切力
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分相式多孔壁微通道流动冷凝传热强化与减阻 被引量：1
11
作者 余雄江 袁金斗 +1 位作者 王彦博 徐进良 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3751-3758,共8页
微通道换热器应用广泛,强化传热和减阻是新型换热器设计的重要目标。为了同时实现这两相目标,本文提出了一种分相式多孔壁微通道冷凝器,利用微针肋阵列组成的多孔壁在冷凝传热过程中实现了汽液两相分离。采用实验研究方法对比了分相式... 微通道换热器应用广泛,强化传热和减阻是新型换热器设计的重要目标。为了同时实现这两相目标,本文提出了一种分相式多孔壁微通道冷凝器,利用微针肋阵列组成的多孔壁在冷凝传热过程中实现了汽液两相分离。采用实验研究方法对比了分相式多孔壁微通道与普通实心壁微通道的流动和传热特性,结果证明分相式微通道在冷凝传热中同时具备强化传热和减阻的作用。深入研究了通道内两相流动摩擦耗散原理并提出了相分离减阻理论,指出汽液两相流内部摩擦耗散的减小是分相流减阻的关键。另一方面,分相过程使针肋换热面侧壁直接与高温蒸汽接触,极大消减了蒸汽与换热壁面之间的传热液膜厚度。沿流动方向不断扩展的液通道截面与不断减缩的汽通道截面积适应了流动冷凝过程延工质流动方向"水渐多,汽渐少"的规律,保证沿程传热效果不会恶化。 展开更多
关键词 微通道 两相流 传热 界面 耗散模型 减阻
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基于类沸腾理论的超临界CO_(2)水平管内强制对流传热特性 被引量：4
12
作者 程亮元 王清洋 +1 位作者 王庆华 徐进良 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期6718-6726,共9页
该文开展超临界二氧化碳10mm水平圆管内强制对流传热的实验研究,实验参数范围为:质量流速为240.12~1020.34kg/m^(2) s;热流密度为30.24~352.64kW/m^(2);压力为7.542~15.427MPa。基于类沸腾理论解释了实验结果:用类液相雷诺数的大小表征... 该文开展超临界二氧化碳10mm水平圆管内强制对流传热的实验研究,实验参数范围为:质量流速为240.12~1020.34kg/m^(2) s;热流密度为30.24~352.64kW/m^(2);压力为7.542~15.427MPa。基于类沸腾理论解释了实验结果:用类液相雷诺数的大小表征类液相层流效应的强弱,解释传热系数随热流密度的非单调性变化,为超临界流体正常传热与传热恶化划分了边界;用弗劳德数解释类两相区内顶底壁面的传热差异,工质在类气类液区的传热符合单相工质特征。研究结果验证了类沸腾理论模型的实用价值,可为超临界流体传热提供新的研究思路。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 水平流动传热 类沸腾 强制对流
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热源温度和流量对有机朗肯循环系统运行特性影响的实验研究 被引量：3
13
作者 李骥飞 李瑞霞 +1 位作者 苗政 徐进良 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期106-112,共7页
针对地热、太阳能集热等中低温热源驱动有机朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)分布式发电系统的多工况运行需求,测试了采用R245fa工质的4 k W级ORC实验机组在热源温度和流量变化条件下的多工况动态/稳态运行特性。结果表明:在换热器... 针对地热、太阳能集热等中低温热源驱动有机朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)分布式发电系统的多工况运行需求,测试了采用R245fa工质的4 k W级ORC实验机组在热源温度和流量变化条件下的多工况动态/稳态运行特性。结果表明:在换热器面积冗余较大,热源温降较小的情况下,热源温度变化对膨胀机进出口温压参数和机组输出功率的影响更显著,而热源流量变化的影响可以忽略;相对于热源流量变化,热源温度调整后ORC机组的趋稳时间较长;ORC机组输出功对热源温度和工质流量变化敏感,测试工况范围内,在热源温度150℃时获得最大输出功约3 800 W,最大热效率5.12%。 展开更多
关键词 有机朗肯循环 热源流量 热源温度 轴功率 热效率
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CO_2在立式螺旋管内流动沸腾换热的实验研究 被引量：2
14
作者 王淑香 张伟 +1 位作者 徐进良 牛志愿 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期793-799,共7页
在管内径9.0 mm、壁厚1.5 mm、螺旋管绕径283.0 mm的立式螺旋管内，对CO2流动沸腾换热特性进行实验研究。分析热流密度（q=1.4-48.0 kW/m2）、质量流速（G=54.0-400.0 kg/（m2？s））和运行压力（pin=5.6-7.0 MPa）对内壁温分布和换热... 在管内径9.0 mm、壁厚1.5 mm、螺旋管绕径283.0 mm的立式螺旋管内，对CO2流动沸腾换热特性进行实验研究。分析热流密度（q=1.4-48.0 kW/m2）、质量流速（G=54.0-400.0 kg/（m2？s））和运行压力（pin=5.6-7.0 MPa）对内壁温分布和换热特性的影响规律。结果表明：螺旋管内壁温周向分布不均匀，单相液体以及过热蒸汽区离心力的作用使内侧母线温度最高、外侧母线温度最低，在两相沸腾区蒸汽受到浮升力作用聚集在管上部而容易发生蒸干，因此上母线温度最高，温度最低值则由离心力和浮升力的相对大小共同决定。局部平均换热系数随热流密度以及进口压力的增加而显著增加，但增大质量流速对换热系数的影响不大，表明核态沸腾是 CO2在螺旋管内流动沸腾的主要传热模式而强制对流效应较弱；发现了随着热流密度增加所引起的核态沸腾强度变化以及干涸和再润湿使得换热系数随干度的变化可分成3个区域。并基于实验获得的2124个数据点拟合两相区沸腾换热关联式。 展开更多
关键词 流动沸腾 螺旋管 CO2 换热系数 参数影响
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基于流线曲率法的超临界二氧化碳离心压缩机通流计算方法 被引量：3
15
作者 戎毅 廖凯龙 +1 位作者 孙恩慧 王立志 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期124-132,共9页
超临界二氧化碳(S-CO_(2))的真实气体特性使得开展S-CO_(2)离心压缩机的三维数值模拟难以获得稳定的收敛结果,同时,数值计算的时间成本进一步增加了压缩机设计优化的难度。对此,本文首先对压缩机开展三维数值模拟,得到流场信息及对应的... 超临界二氧化碳(S-CO_(2))的真实气体特性使得开展S-CO_(2)离心压缩机的三维数值模拟难以获得稳定的收敛结果,同时,数值计算的时间成本进一步增加了压缩机设计优化的难度。对此,本文首先对压缩机开展三维数值模拟,得到流场信息及对应的损失分布,然后在传统流线曲率法中叠加一维损失模型,并沿流线分段计算CO_(2)压缩因子,以此反映真实气体的压缩过程,建立适用于S-CO_(2)离心压缩机的通流计算方法。将通流计算结果与三维数值模拟结果进行对比后发现:流线曲率法得到的子午面相对速度场分布和焓分布与计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)结果基本一致;叶片出口温压数据与CFD结果接近,误差分别为0.23%和1.08%,总静等熵效率相差1.5%。结果表明,采用流线曲率法的通流计算可以快速获得较准确的S-CO_(2)离心压缩机叶轮性能参数。 展开更多
关键词 离心压缩机 流线曲率法 损失模型 性能预测
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超临界压力下CO_2在螺旋管内的混合对流换热 被引量：35
16
作者 王淑香 张伟 +1 位作者 牛志愿 徐进良 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3917-3926,共10页
在恒热流条件下,对超临界压力CO2在内径为9 mm,绕径为283 mm,节距为32 mm的螺旋管内垂直上升混合对流的传热特性进行了实验研究,实验参数范围为：进口压力8 MPa、质量流速0～650 kg·m-2·s-1、内壁热负荷0～50 kW·m-2。... 在恒热流条件下,对超临界压力CO2在内径为9 mm,绕径为283 mm,节距为32 mm的螺旋管内垂直上升混合对流的传热特性进行了实验研究,实验参数范围为：进口压力8 MPa、质量流速0～650 kg·m-2·s-1、内壁热负荷0～50 kW·m-2。研究发现：受热螺旋管内超临界压力CO2的壁温及传热特性由变物性、浮升力及离心力的耦合作用共同支配,变物性及浮升力影响的相对大小可用Buoyancy数定性表征,当Bo〉8×10-7时,自然对流占主导作用,浮升力作用引起强烈的二次流效应,显著强化传热;在浮升力和离心力共同作用下,截面周向温度最低点出现在外下侧区域,且当浮升力作用占优时,底部区域的传热系数大于外侧,当离心力作用占优时,底部区域的传热系数小于外侧。基于本实验获取的2346个数据点,得出了计算Nu实验关联式,90%以上的实验值与拟合公式计算值偏差在±20%以内。 展开更多
关键词 超临界压力CO2 螺旋管 混合对流 准临界温度 浮升力
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多回路平板式环路热管热性能
17
作者 张亦鸣 杨鹏 +3 位作者 纪献兵 任纪星 张磊 苗政 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1018-1028,共11页
为解决高热通量电子元器件的散热问题,制备了一款尺寸为200 mm×150 mm×30 mm的新型多回路平板式环路热管,该热管采用多气液管路与微针肋阵列蒸发板耦合的设计,能够在有限空间内提高热量传输效率。研究了热通量、充液比和工质... 为解决高热通量电子元器件的散热问题,制备了一款尺寸为200 mm×150 mm×30 mm的新型多回路平板式环路热管,该热管采用多气液管路与微针肋阵列蒸发板耦合的设计,能够在有限空间内提高热量传输效率。研究了热通量、充液比和工质物性对环路热管传热特性的影响,测试了不同功率下环路热管的启动特性,并对单热源和多热源环境下的热性能进行了比较。结果显示:该新型环路热管启动迅速,300 W功率下启动时间仅为52 s,稳态后热源表面温度波动小于0.3℃。在3个热源同时加热,总输入功率为388.8 W(主热源热通量可达133 W/cm^(2))时,加热面的温度低于85℃,蒸发器内没有出现干烧现象,有效满足了大功率高热通量散热需求。 展开更多
关键词 环路热管 针肋 相变 传热 气液两相流
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超临界二氧化碳在垂直光管内的传热特性 被引量：7
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作者 张良 朱兵国 +1 位作者 吴新明 徐进良 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期4487-4496,共10页
通过实验和模拟方法,研究超临界CO2在恒定热流的垂直光管内的传热特性。实验段内径为10mm,全长2m;从实验数据中选取4个工况进行模拟研究,经过模型对比后选用SST k-w湍流模型模拟工质的传热传质过程;分别定义了正常传热和传热恶化现象,... 通过实验和模拟方法,研究超临界CO2在恒定热流的垂直光管内的传热特性。实验段内径为10mm,全长2m;从实验数据中选取4个工况进行模拟研究,经过模型对比后选用SST k-w湍流模型模拟工质的传热传质过程;分别定义了正常传热和传热恶化现象,并对超临界流体的物性变化进行分析。流动热加速对于传热的影响显著,流体大比热区在径向截面上的位置与流体的主流温度可以作为判定传热恶化是否发生的依据。正常传热工况,在主流温度到达拟临界温度前,大比热区集中在过渡区中;当传热恶化现象出现时,主流温度与拟临界温度之差较大,大比热区已从过渡区移向核心区,导致雷诺切应力降低和湍流强度削弱,直到雷诺切应力方向改变,传热效果开始恢复。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 数值模拟 传热 传热恶化 混合对流
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中低温地热发电有机朗肯循环工质筛选 被引量：8
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作者 刘超 徐进良 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第8期1188-1194,共7页
针对进口温度为423.15 K的中低温地热驱动有机朗肯循环发电系统,采用与热源耦合的反问题方法,选取干工质与等熵工质共6种、湿工质6种,在回灌温度为333.15～353.15 K时进行计算比较,分析了地热水回灌温度对不同临界温度、不同干度工质循... 针对进口温度为423.15 K的中低温地热驱动有机朗肯循环发电系统,采用与热源耦合的反问题方法,选取干工质与等熵工质共6种、湿工质6种,在回灌温度为333.15～353.15 K时进行计算比较,分析了地热水回灌温度对不同临界温度、不同干度工质循环性能的影响,进而筛选出最优工质。分析结果表明,在地热水进口温度为423.15 K条件下,随着回灌温度逐渐升高,大多数工质的净输出功呈先升高后降低的趋势;对相同类型工质进行比较,工质临界温度越高,其最大净输出功越低,且最佳回灌温度越高;湿工质在微过热循环(膨胀机出口为饱和汽态)下与干工质饱和循环最大净输出功相当。综合考虑工质循环性能、环境影响、毒性及易燃性,确定最优工质为R236fa。 展开更多
关键词 有机朗肯循环 地热 回灌温度 临界温度 窄点
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不同种类超临界流体异质结构及相变分析 被引量：2
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作者 王艳 徐进良 李文 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1906-1919,F0003,共15页
为了从微观角度揭示不同种类超临界流体性质,对超临界流体氩和水进行分子动力学模拟。分析了温度和压力对不同种类超临界流体局部密度时序曲线波动,物理团簇及不同密度区占比的影响。模拟结果表明,两种超临界流体物理参数的变化具有较... 为了从微观角度揭示不同种类超临界流体性质,对超临界流体氩和水进行分子动力学模拟。分析了温度和压力对不同种类超临界流体局部密度时序曲线波动,物理团簇及不同密度区占比的影响。模拟结果表明,两种超临界流体物理参数的变化具有较强的一致性。首先,密度时序曲线的均方根误差的最大值所对应的温度均偏离拟临界点,随着压力增大,近临界压力出现的"脊"也逐渐减弱或消失。定压工况,径向分布函数随温度的升高,峰值和谷值均减弱,呈现出从类液状态向类气状态过渡的规律,物理团簇的个数随着温度的升高逐渐增大,最大团簇原子数的占比随着温度升高逐渐减小。定温时,随着压力的增大,表现出相反的变化趋势,物理团簇和最大团簇的占比均与系统密度有较强的依赖关系。不同压力下,系统内平均密度区占比随温度的升高,呈现出先减小后增加的变化规律,且随压力的增大,整体均匀性增强。其次通过理论方法确定两种超临界流体两相区的起止温度,发现从类液状态向类气状态转变的相变焓随压力的增加逐渐增大,是压力的线性函数。最后根据系统熵和温度的关系,阐述熵对超临界流体有序性的影响,指出熵是驱动超临界流体相变的重要作用机制。 展开更多
关键词 超临界流体 分子模拟 异质结构 相变
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