印刷電路板式換熱器(PCHE)具有耐高溫高壓和結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),因此常被用于超臨界二氧化碳(S-CO₂)布雷頓循環(huán)中。本文采用分段設(shè)計(jì)方法對(duì)PCHE建立了數(shù)學(xué)模型,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比顯示,熱負(fù)荷、冷負(fù)荷、冷流體進(jìn)口溫度、熱端換熱面積、熱端流量的誤差分別為2.700%、0.330%、0.634%、0.683%、2.219%,證明了數(shù)值模型的正確性。對(duì)不同水力直徑、壁厚及熱端進(jìn)口溫度下的PCHE換熱性能及阻力特性進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明:水力直徑與總傳熱系數(shù)和壓降成反比,冷端壓降大于熱端;壁厚與總傳熱系數(shù)成反比,但壓降對(duì)壁厚變化不敏感;熱端進(jìn)口溫度越高,總傳熱系數(shù)和壓降越小。研究結(jié)果可為PCHE的幾何設(shè)計(jì)和熱力學(xué)性能的研究提供一定參考。

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1簡(jiǎn)單S-CO2布雷頓循環(huán)示意

簡(jiǎn)單S-CO2布雷頓循環(huán)流程如圖1[15]所示。系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、回?zé)崞�、冷卻器和熱源構(gòu)成。在該循環(huán)中，約60%～70%的總循環(huán)傳熱發(fā)生在回?zé)崞髦衃16]，因此，研究回路中回?zé)崞鞯膿Q熱性能十分必要。印刷電路板式換熱器（PCHE）具有結(jié)構(gòu)緊湊、耐高溫高壓、效率高等特....

圖2Nikitin等人使用的Z型流道PCHE物理模型[20]

圖2為Nikitin等人在文獻(xiàn)[20]中采用的Z型流道PCHE的物理模型。PCHE的核心區(qū)尺寸為71mm×76mm×896mm，熱流道數(shù)為144，冷流道數(shù)為66，每2層熱流道間排布1排冷流道，冷、熱流道的直徑分別為1.8、1.9mm。冷、熱端間的流動(dòng)方式為逆流。

圖3分段設(shè)計(jì)方法[24]

將換熱器分為N個(gè)子換熱段。當(dāng)N為5、10和20時(shí)，計(jì)算傳熱系數(shù)的值分別為462.19、476.01、476.75W/(m2·K)。N從10變化到20，結(jié)果僅變化0.16%，所以選取20個(gè)子換熱段進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)總熱負(fù)荷在每個(gè)子換熱段上均勻分配。計(jì)算從換熱器的一端開始，沿著熱流體的....

圖4單元段內(nèi)換熱示意

圖3分段設(shè)計(jì)方法[24]根據(jù)每個(gè)子換熱段的熱負(fù)荷、熱端進(jìn)口（冷端出口）參數(shù)及質(zhì)量流量，計(jì)算得到熱端出口參數(shù)（冷端進(jìn)口參數(shù)），并以此作為下一個(gè)子換熱段的輸入?yún)?shù)，直到獲得換熱器另一端參數(shù)。

本文編號(hào)：3971163