超臨界CO₂布雷頓循環(huán)具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟性好等優(yōu)點,因而近些年來受到廣泛關(guān)注。作為系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵部件,回熱器和冷卻器對循環(huán)性能有重要的影響。印刷電路板換熱器(PCHE,Printed Circuit Heat Exchanger)結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、且能承受高溫高壓工況,非常適合用于該循環(huán)。與常規(guī)流體相比,超臨界CO₂物性變化劇烈(尤其在擬臨界點附近),流動傳熱規(guī)律特殊而復(fù)雜。因此,為深入掌握超臨界CO₂在PCHE中的流動換熱特性,并促進兆瓦級的超臨界CO₂布雷頓發(fā)電系統(tǒng)的工程應(yīng)用,本文從理論分析、實驗測試以及數(shù)值模擬三個方面對以超臨界CO₂與超臨界CO₂、超臨界CO₂與水為工質(zhì)的PCHE進行研究,主要工作和研究成果如下所示:(1)采用均分熱流與均分傳熱面積法對PCHE換熱器局部與整體熱力特性進行分析討論。當總換熱量給定時,冷卻器的局部對數(shù)平均溫差、局部當量熱導(dǎo)以及由傳熱引起的局部熵產(chǎn)數(shù)的極值點均在冷熱側(cè)流體的局部熱容流率的交叉點附...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明表
第1章 引言
    1.1 選題背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 PCHE設(shè)計方法
        1.2.2 PCHE制作工藝
        1.2.3 直通道PCHE
        1.2.4 之字形PCHE
        1.2.5 翼形和S形 PCHE
        1.2.6 其他關(guān)于PCHE的研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 換熱器理論分析
    2.1 理論基礎(chǔ)
    2.2 結(jié)果和分析
        2.2.1 總傳熱量固定
        2.2.2 總傳熱面積固定
    2.3 結(jié)論
第3章 PCHE實驗研究
    3.1 實驗測試平臺
    3.2 測量儀器
    3.3 實驗系統(tǒng)主要部件
    3.4 實驗注意事項
    3.5 測試件
    3.6 計算方法
    3.7 實驗結(jié)果
        3.7.1 回熱器實驗結(jié)果
        3.7.2 冷卻器實驗結(jié)果
    3.8 本章小結(jié)
第4章 PCHE數(shù)值模擬研究
    4.1 數(shù)值方法
    4.2 數(shù)值模型
        4.2.1 物理模型
        4.2.2 數(shù)值模型
        4.2.3 湍流模型的近壁區(qū)處理和邊界條件
        4.2.4 網(wǎng)格獨立性和實驗驗證
    4.3 計算方法
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果
    4.5 場協(xié)同原理解釋傳熱強化
    4.6 經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式
    4.7 本章小節(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果



本文編號：3770489