超臨界CO2布雷頓循環(huán)是一種新型動力循環(huán),與常規(guī)的朗肯循環(huán)相比,其具有循環(huán)效率高、體積小、經(jīng)濟性好等一系列優(yōu)點,因而在能源利用領域擁有廣闊的應用前景。在循環(huán)系統(tǒng)吸熱環(huán)節(jié)中,超臨界CO2工質(zhì)的流動傳熱性能對能量轉(zhuǎn)換效率有重要影。而且,吸熱過程通常在并聯(lián)通道中進行,由于超臨界流體特殊的熱物性,吸熱過程存在流量分配不均現(xiàn)象(即出現(xiàn)流量量偏差),從而誘發(fā)熱偏差和熱應力,嚴重威脅整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行�；诖�,本文聚焦超臨界CO2吸熱過程,構建超臨界CO2流動傳熱實驗平臺,實驗研究超臨界CO2流動傳熱及流量分配特性,獲取其流動傳熱及流量偏差形成規(guī)律。本文主要完成的工作及結(jié)論如下:(1)開展了超臨界CO2在內(nèi)徑1mm水平通道內(nèi)的流動傳熱特性試驗研究,試驗參數(shù):系統(tǒng)壓力p=7.5～9.5 MPa,質(zhì)量流速 G=1100～2100 kg/m2·s 熱流密度 q=120～560 kW/m2。獲取了超臨界CO2在受熱條件下傳熱及壓降特性。分析了系統(tǒng)壓力、流量、熱流密度等熱工參數(shù)對傳熱系數(shù)和摩擦阻力系數(shù)的影響。結(jié)果表明,隨著系統(tǒng)壓力增加,傳熱系數(shù)和阻力減小;隨著流量上升,流體吸熱能力增強,傳熱系數(shù)與阻力均上...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 超臨界二氧化碳流動傳熱研究進展
        1.2.2 并聯(lián)通道內(nèi)流體流量分配研究進展
    1.3 本文的研究內(nèi)容
2 試驗系統(tǒng)
    2.1 試驗系統(tǒng)及設備選型
        2.1.1 流動系統(tǒng)
        2.1.2 加熱系統(tǒng)
        2.1.3 冷卻系統(tǒng)
        2.1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    2.2 實驗段
        2.2.1 CO₂流動換熱實驗段
        2.2.2 CO₂并聯(lián)管路實驗段
    2.3 實驗前準備及操作流程
        2.3.1 實驗前準備
        2.3.2 流動傳熱特性實驗步驟
        2.3.3 流量分配特性實驗步驟
    2.4 數(shù)據(jù)處理及
        2.4.1 換熱計算
        2.4.2 阻力計算
    2.5 不確定度分析
    2.6 本章小結(jié)
3 超臨界二氧化碳在小通道內(nèi)的流動與傳熱特性
    3.1 超臨界二氧化碳熱物性
    3.2 超臨界二氧化碳在小通道內(nèi)的傳熱特性
        3.2.1 傳熱系數(shù)
        3.2.2 與傳熱關聯(lián)式的對比
        3.2.3 新的傳熱關聯(lián)式
    3.3 超臨界二氧化碳在小通道內(nèi)的流動阻力特性
        3.3.1 加熱段壓降特性
        3.3.2 摩擦阻力系數(shù)
        3.3.3 單管內(nèi)的摩擦阻力系數(shù)關聯(lián)式
    3.4 本章小結(jié)
4 超臨界二氧化碳在并聯(lián)管路內(nèi)流量分配特性及抑制流量偏差方法
    4.1 超臨界二氧化碳在并聯(lián)管路內(nèi)流量分配特性
        4.1.1 典型工況下超臨界二氧化碳流量分配特性
        4.1.2 不同系統(tǒng)壓力對流量分配影響
        4.1.3 不同系統(tǒng)流量對流量分配影響
        4.1.4 不同進口溫度對流量分配影響
    4.2 超臨界二氧化碳在并聯(lián)管路內(nèi)流量偏差抑制方法
        4.2.1 冷端節(jié)流對流量偏差的抑制
        4.2.2 增大加熱段管徑對流量偏差的抑制
    4.3 本章小結(jié)
5 超臨界二氧化碳在并聯(lián)管路內(nèi)流量分配預測模型
    5.1 并聯(lián)管路壓降分析
    5.2 計算流程
    5.3 模型實驗對比
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
攻讀學位期間主要研究成果



本文編號：3789963