首页|矩形通道内超临界CO2局部热流场可视化实验

矩形通道内超临界CO2局部热流场可视化实验

扫码查看
原文链接
  • 万方数据
准确测量超临界CO2的边界层流动传热特性,对于先进超临界CO2能源化工循环系统的设计和安全运行具有重要意义.研究基于一种改进的非接触式的相移激光干涉系统,探究了湍流条件下超临界CO2在矩形截面通道的边界热流场演化趋势.研究分析了基于长直通道局部热量输入条件下边界层密度场和温度场瞬态变化.这些定量信息可用于评估超临界CO2在不同热通量(q=14057、5500、2014 W/m2)条件下的局部传热准则数.结果表明:局部边界热传输使边界流体密度快速下降了1.8 kg/m3;浮升力驱动边界流体与主流区域混合并迅速达到平衡状态;高热流条件下温度、密度梯度变化迅速且显著,显示了热边界层的快速形成.
Visualization of local boundary thermal flow field of supercritical CO2 inside a rectangular channel
Accurate measurement of the boundary heat transfer characteristics of supercritical CO2 flow-through a channel is crucial for the safe design and operation of advanced supercritical CO2 cycle systems.The research is based on an improved non-contact phase-shifting laser interference system to explore the evolution trend of the boundary thermal flow field of supercritical CO2 in a rectangular cross-section channel under turbulent conditions.A phase-shift technique is utilized to analyze the transient variations in density and temperature fields following the sudden localized heat addition applied in the bottom boundary.These quantitative data are used to estimate the local criterion numbers for supercritical boundary heat transfer under different heat flux(q=14057,5500,2014 W/m2).The results indicate that the rapid density reduction(1.8 kg/m3)occurs in a localized boundary transfer process.The buoyancy force induces the turbulent mixing from the boundary to the bulk flow region,eventually reaching equilibrium.Relatively dramatic and rapid shifts in temperature and density gradients occurs under high heat flux conditions,emphasizing the fast generation and transport of thermal boundary layers.

convectionhydrodynamicstransport processsupercritical carbon dioxidemeasurement

曾港、陈林、杨董、袁海专、黄彦平

展开 >

中国科学院工程热物理研究所,北京 100190

湘潭大学数学与计算科学学院,湖南 湘潭 411105

中国科学院大学航空宇航学院,北京 100049

中国核动力研究设计院重点实验室,四川 成都 610213

展开 >

对流 流体动力学 传递过程 超临界二氧化碳 测量

国家自然科学基金项目中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划项目中国核动力研究设计院-中核核反应堆热水工水力技术重点实验室开放基金项目中国科学院前沿科学重点研究计划项目中国科学院人才启动经费湖南省研究生科研创新项目湘潭大学研究生科研创新项目

52076207YSBR-0432020RETHOF-20102845-070801ZDBS-LY-JSC018CX20220631XDCX2022Y059

2024

10.11949/0438-1157.20240056

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2024.75(8)