進入21世紀,能源領(lǐng)域、航空航天、生命科學(xué)、醫(yī)療護理、新型材料等應(yīng)用工程飛速發(fā)展,設(shè)備功率逐漸提高相應(yīng)的熱負荷也不斷提高,傳熱學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科也相應(yīng)面臨著前所未有的挑戰(zhàn),尋找高效而可靠的冷卻手段應(yīng)對熱負荷的挑戰(zhàn)迫在眉睫。超臨界流體由于在流動和傳熱方面具有與其他狀態(tài)流體不同的特性,使得超臨界流體在化學(xué)工程、航天技術(shù)、動力工程、超導(dǎo)體冷卻等相關(guān)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用或潛在的應(yīng)用價值,因此越來越多的科研人員將研究內(nèi)容轉(zhuǎn)向超臨界流體換熱。目前國內(nèi)外對超臨界CO₂和水進行較多研究,而超臨界氮的基礎(chǔ)研究相比之下較少。因此本文對圓管內(nèi)超臨界氮豎直向下流動換熱進行研究,重點分析質(zhì)量流速、熱流密度、系統(tǒng)壓力等系統(tǒng)參數(shù)對超臨界氮換熱特性的影響,并從浮升力和熱加速度角度對換熱特性進行分析,深入機理研究;同時分析了管徑因素對超臨界氮換熱的影響。通過對質(zhì)量流速、熱流密度、系統(tǒng)壓力等系統(tǒng)參數(shù)的多組工況進行模擬與對比,從換熱系數(shù)、浮升力、熱加速度、邊界層效應(yīng)等諸多方面對超臨界氮換熱特性進行分析。結(jié)果表明:系統(tǒng)壓力不同時,換熱系數(shù)隨主流溫度先增加達到峰值而后下降,給予更高的系統(tǒng)壓力,換熱系數(shù)的峰值出現(xiàn)向... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 超臨界流體換熱特點
        1.2.1 超臨界流體特性
        1.2.2 超臨界氮物性變化規(guī)律
    1.3 超臨界流體流動與換熱研究
        1.3.1 超臨界CO_2
        1.3.2 超臨界水
        1.3.3 其他超臨界流體
    1.4 本文主要工作
2 豎直圓管內(nèi)超臨界氮對流換熱數(shù)值模型
    2.1 控制方程
    2.2 湍流計算模型
    2.3 數(shù)值計算模型及網(wǎng)格劃分
    2.4 數(shù)值方法及網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        2.4.1 超臨界水?dāng)?shù)值模擬對比驗證
        2.4.2 超臨界CO_2 數(shù)值模擬對比驗證
        2.4.3 超臨界氮數(shù)值模擬對比驗證
        2.4.4 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    2.5 本章小結(jié)
3 圓管內(nèi)超臨界氮垂直向下流動與傳熱特性研究
    3.1 熱流密度影響
        3.1.1 低質(zhì)量流速條件
        3.1.2 高質(zhì)量流速條件
    3.2 系統(tǒng)壓力影響
        3.2.1 低質(zhì)量流速條件
        3.2.2 高質(zhì)量流速條件
    3.3 質(zhì)量流速影響
        3.3.1 低熱流密度條件
        3.3.2 高熱流密度條件
    3.4 管徑尺寸影響
        3.4.1 低系統(tǒng)壓力條件
        3.4.2 高系統(tǒng)壓力條件
    3.5 本章小結(jié)
4 超臨界氮換熱特性機理分析
    4.1 邊界層效應(yīng)
    4.2 浮升力效應(yīng)
        4.2.1 低質(zhì)量流速條件
        4.2.2 高質(zhì)量流速條件
    4.3 熱加速度效應(yīng)
        4.3.1 低質(zhì)量流速條件
        4.3.2 高質(zhì)量流速條件
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]超臨界水堆與先進沸水堆安全特性差異性分析[J]. 陳杰,周濤,劉亮.  核安全. 2016(04)
[2]跨臨界CO2循環(huán)的研究進展及應(yīng)用[J]. 杜詩民,劉業(yè)鳳,朱洪亮,卓之陽,張華.  能源研究與信息. 2016(04)
[3]微細管內(nèi)超臨界二氧化碳冷卻換熱研究[J]. 張麗娜,王珂,董其伍.  工程熱物理學(xué)報. 2010(03)
[4]垂直上升光管內(nèi)臨界壓力區(qū)水的傳熱特性研究[J]. 孫丹,陳聽寬,羅毓珊,胡志宏,欒合飛.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2001(01)
[5]浮力對立式管中超臨界壓力水的傳熱的影響[J]. 周強泰.  工程熱物理學(xué)報. 1983(02)

博士論文
[1]超臨界壓力下航空煤油換熱特性的實驗和數(shù)值模擬研究[D]. 黃丹.浙江大學(xué) 2016

碩士論文
[1]40-T混合磁體外超導(dǎo)線圈迫流氦流動摩擦因子分析[D]. 胡煜濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于IKE模型的超臨界水中子熱散射研究[D]. 李龍.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[3]微通道內(nèi)超臨界氮的流動與傳熱特性研究[D]. 黃禹.上海交通大學(xué) 2010



本文編號：3303265