發(fā)布時(shí)間：2021-08-31 14:49

　　目前國內(nèi)外對液化天然氣（LNG）接收站的開架式氣化器中超臨界天然氣的流動(dòng)換熱實(shí)驗(yàn)研究非常少,本文為了研究開架式氣化器中豎直管內(nèi)超臨界流體的流動(dòng)換熱特性,搭建了豎直單管超臨界流體換熱實(shí)驗(yàn)平臺。以液氮代替液化天然氣,研究了氮入口壓力、水溫和水流量等不同參數(shù)對換熱的影響。結(jié)果表明:在擬臨界溫度以下,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)隨著壓力的增大逐漸減小,但擬臨界溫度以后,這種趨勢相反;當(dāng)水流量足夠大時(shí),氮出口溫度取決于管外水溫而不是水側(cè)流量。最后,基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出了適用于豎直圓管內(nèi)超臨界低溫流體流動(dòng)換熱的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,關(guān)聯(lián)式預(yù)測值和實(shí)驗(yàn)值的平均絕對偏差為8.42%,可以準(zhǔn)確預(yù)測豎直加熱管中超臨界氮的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 

【文章來源】：制冷學(xué)報(bào). 2020,41(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

豎直圓管內(nèi)超臨界氮流動(dòng)換熱實(shí)驗(yàn)臺

圖2所示為經(jīng)過換熱管前后超臨界氮壓降隨不同進(jìn)口壓力的變化曲線圖。隨著氮進(jìn)口壓力的增大，壓降逐漸升高，但壓降幅度整體都在0.2 MPa以內(nèi)。當(dāng)液氮壓力從6.5 MPa升至9.0 MPa時(shí)，壓降從0.103 MPa增加到0.192 MPa，壓降占進(jìn)口壓力的比例從1.58%提至2.13%。由于壓降幅度很小，因此壓力變化帶來的超臨界氮物性的變化也非常小，可以忽略。在本文的計(jì)算中，把超臨界氮在換熱管內(nèi)的流動(dòng)看作是恒壓升溫流動(dòng)，按照氮進(jìn)口壓力下對應(yīng)的物性數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。

表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的變化對圖3(b)中溫度的影響非常明顯，這是由于在初始階段超臨界氮溫度上升速率明顯高于后半段。在擬臨界點(diǎn)附近，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)達(dá)到了峰值，當(dāng)壓力從7.5 MPa升至9 MPa時(shí)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)峰值從953.8 W/(m2·K)降到了880.9 W/(m2·K)。這主要是由不同壓力下超臨界氮的熱物特性導(dǎo)致的。在擬臨界溫度以下，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)隨著壓力的升高逐漸減小，但擬臨界溫度以后，這種趨勢相反。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著壓力升高液氮的溫度上升逐漸變緩;不同壓力下液氮溫差隨著氣化的進(jìn)行逐漸縮小，換熱管出口處液氮在7.5 MPa和9MPa下的溫差小于2 K。2.3 水側(cè)溫度和流量的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超臨界水冷反應(yīng)堆內(nèi)帶定位格架的類三角形堆芯通道流動(dòng)傳熱特性研究[J]. 王為術(shù),許鵬,徐維暉,朱曉靜,畢勤成.  核科學(xué)與工程. 2018(05)
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碩士論文
[1]超臨界壓力CO2對流傳熱數(shù)值研究[D]. 相夢如.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所) 2018



本文編號：3375083