為了強化液化甲烷在印刷電路板式微通道換熱器中的換熱能力,提出了一種凹陷陣列的微小通道換熱器整體性能提高的被動式強化技術并進行了數(shù)值模擬驗證。研究了流體溫度范圍125—265 K范圍內的超臨界甲烷在凹陷陣列結構微通道內的換熱和流動特性,考察了凹陷陣列微通道和光滑微通道下,流體溫度、質量流量、雷諾數(shù)和進口壓力對傳熱系數(shù)、努塞爾數(shù)、摩擦因子和綜合效益系數(shù)（PEC）的影響。此外,通過凹陷結構的局部流動特性分析強化換熱機理,數(shù)值模擬結果表明相較于光滑微通道,凹陷陣列微通道的換熱特性得到大大強化,且隨雷諾數(shù)（由質量流量或者流體溫度改變）的增大而增強,而摩擦因子只是有較弱的劣化。 

【文章來源】：低溫工程. 2020,(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

超臨界甲烷在不同壓力下的熱物性參數(shù)

將PCHE流道簡化為一條100毫米長的矩形通道,其橫截面內尺寸為1×1毫米,外尺寸為2×2毫米,如圖2a所示,凹陷結構尺寸如圖2b。此外,有如下假定:(1)因流道內壓降變化相對較小,超臨界甲烷物性隨壓力的變化忽略,在流道內只受溫度影響;(2)根據(jù)文獻[2],模型上下面施加均勻熱流密度,左右兩側絕熱。對四面均勻加熱條件也進行了對比研究,結果顯示兩者計算結果非常接近。本文模型網(wǎng)格由ICEM16.0構建,采用了結構化網(wǎng)格,近壁面網(wǎng)格得到加密,如圖3所示。為了平衡計算精度和效率,通過比較不同網(wǎng)格數(shù)下的出口溫度,如表1所示,采用了12701515的網(wǎng)格數(shù)量。圖3 通道網(wǎng)格和流動方向截面網(wǎng)格

圖2 物理模型表1 網(wǎng)格無關性驗證Table 1 Grid independence validation 參數(shù) 值 網(wǎng)格數(shù) 6 143 308 9 509 388 12 701 515 15 643 128 18 332 156 出口溫度/K 126.693 126.686 127.160 127.163 127.156

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超臨界甲烷在印刷電路板換熱器中加熱過程模擬[J]. 李瑋哲,林文勝.  低溫工程. 2017(05)
[2]超臨界LNG在印刷板式汽化器微細流道內的流動與換熱性能數(shù)值研究[J]. 賈丹丹,趙忠超,張永,周依檬,張艷瑞,張林.  船舶工程. 2017(05)



本文編號：3107001