热力发电

网格	数量	压降/Pa	相对误差/%	温差/K	相对误差/%
冷侧	网格1	1 630 410	856.6	1.68	81.39	2.23
网格2	2 939 720	863.2	0.92	82.40	1.02
网格3	4 810 370	864.5	0.77	82.55	0.84
网格4	6 646 800	871.2	0	83.25	0
热侧	网格1	1 630 410	2 791.2	3.03	100.92	1.11
网格2	2 939 720	2 839.7	1.34	101.70	0.34
网格3	4 810 370	2 877.3	0.04	102.15	0.10
网格4	6 646 800	2 878.4	0	102.05	0

网格	数量	压降/Pa	相对误差/%	温差/K	相对误差/%
冷侧	网格1	1 630 410	856.6	1.68	81.39	2.23
网格2	2 939 720	863.2	0.92	82.40	1.02
网格3	4 810 370	864.5	0.77	82.55	0.84
网格4	6 646 800	871.2	0	83.25	0
热侧	网格1	1 630 410	2 791.2	3.03	100.92	1.11
网格2	2 939 720	2 839.7	1.34	101.70	0.34
网格3	4 810 370	2 877.3	0.04	102.15	0.10
网格4	6 646 800	2 878.4	0	102.05	0

质量流量/(kg·s^–1)	入口温度/K	热流密度/(kW·m^–2)	出口温度/K	测试压力/MPa
0.148	288.55	15.10	294.45	7.59

质量流量/(kg·s^–1)	入口温度/K	热流密度/(kW·m^–2)	出口温度/K	测试压力/MPa
0.148	288.55	15.10	294.45	7.59

类菱形肋片流道印刷电路板换热器热工水力特性研究

PDF下载

吴家荣 , 李红智 , 杨玉 , 张一帆 , 杨乐

热力发电 | 超临界二氧化碳循环发电技术专题 2023,52(11): 20-28

收起

热力发电 | 超临界二氧化碳循环发电技术专题 2023, 52(11): 20-28

类菱形肋片流道印刷电路板换热器热工水力特性研究

全屏

吴家荣, 李红智, 杨玉, 张一帆, 杨乐

作者信息

西安热工研究院有限公司，陕西　西安　710054

吴家荣，男，硕士，工程师，主要研究方向为超临界二氧化碳发电，dearwujr@163.com。

Study on the thermal hydraulic characteristics of the printed circuit heat exchanger with rhombic fin channels

Jiarong WU, Hongzhi LI, Yu YANG, Yifan ZHANG, Le YANG

Affiliations

Xi’an Thermal Power Research Institute Co, Ltd, Xi’an 710054, China

出版时间: 2023-11-25 doi: 10.19666/j.rlfd.202302024

文章导航

摘要

收起

为研究类菱形肋片流道印刷电路板换热器热工水力特性，采用数值模拟方法，以冷侧超临界二氧化碳（S-CO₂）和热侧气态CO₂为工质，分析了冷侧进口温度313.15~353.15 K，热侧进口温度553.15~593.15 K，冷热侧热工水力特性的变化，比较了NACA0030翼型肋片流道和类菱形肋片流道的综合性能。结果表明：S-CO₂入口温度增大40.0 K，总换热量减小23.91%，冷、热侧压降分别增大29.95%、11.14%；气态CO₂温度增大40.0 K，总换热量增大16.40%，冷、热侧压降分别增大9.42%、7.43%，S-CO₂入口温度变化对热工水力特性的影响更明显；类菱形肋片流道印刷电路板换热器有着更小的流动阻力和较好的综合性能。该研究结果对间断型印刷电路板换热器设计有一定的参考意义。

关键词

印刷电路板换热器 / S-CO₂ / 换热性能 / 类菱形肋片流道

Abstract

收起

To study the thermal hydraulic characteristics of the printed circuit heat exchanger with rhombic fin channels, variations in thermal hydraulic characteristics on the hot and cold sides were analyzed by numerical simulation, with cold side inlet temperature of 313.15~353.15 K and hot side inlet temperature of 553.15~593.15 K. The working medium on the cold side and the hot side were S-CO₂ and gaseous CO₂ respectively. The comprehensive performance was compared between NACA0030 airfoil fin channels and rhombic fin channels. The results show that when the inlet temperature of S-CO₂ increases by 40 K, the total heat transfer decreases by 23.91%, and the pressure drop of hot and cold increases by 29.95% and 11.14% respectively. When the temperature of gaseous CO₂ increases by 40 K, the total heat transfer increases by 16.40%, and the pressure drop of hot and cold increases by 9.42% and 7.43% respectively.The inlet temperature of S-CO₂ has more obvious influences on the thermal hydraulic characteristics. The printed circuit heat exchanger with rhombic fin channels has less flow resistance and better comprehensive performance. The results have a certain reference significance for the design of printed circuit heat exchangers with discontinuous channels.

Key words

printed circuit heat exchangers / S-CO₂ / heat transfer characteristics / rhombic fin channels

引用本文

吴家荣, 李红智, 杨玉, 张一帆, 杨乐. 类菱形肋片流道印刷电路板换热器热工水力特性研究. 热力发电, 2023 , 52 (11) : 20 -28 . DOI: 10.19666/j.rlfd.202302024

Jiarong WU, Hongzhi LI, Yu YANG, Yifan ZHANG, Le YANG. Study on the thermal hydraulic characteristics of the printed circuit heat exchanger with rhombic fin channels[J]. Thermal Power Generation, 2023 , 52 (11) : 20 -28 . DOI: 10.19666/j.rlfd.202302024

正文

收起

超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环因效率高、系统紧凑、灵活性好、热源适应性广等优点，近年来受到国内外学术界和工业界的广泛关注。与水蒸气朗肯循环相比，以S-CO₂布雷顿循环为基础的发电系统具有以下优势：主蒸汽温度高于550 ℃时，S-CO₂循环效率高于水蒸气朗肯循环^[1]；临界参数低，易实现超临界态；超临界参数下化学惰性好，可进一步提高透平入口参数；临界点附近压缩，类似液体压缩，压缩功小；透平排气压力高，膨胀比小，级数少，减小了尺寸；无除氧、除盐、排污、多级抽汽等设备，系统简单，结构紧凑；灵活性好，为解决可再生能源并网提供了新的思路。

美国S-CO₂布雷顿循环于20世纪60年代由Feher^[2]提出，由透平、回热器、预冷器、压缩机、热源构成简单循环。Angelino^[3]随后提出S-CO₂预压缩循环、再压缩循环、分级膨胀循环、部分冷却循环，旨在优化循环结构实现更高效率。然而受限于高效紧凑式换热器和叶轮机械制造技术，直到21世纪初，该技术才得到迅速发展。

美国桑迪亚实验室建成了250 kW级闭式S-CO₂布雷顿循环实验台，完成了涡轮机特性、二氧化碳混合工质和系统动态特性实验。2011年能源部启动Sunshot计划，发展光热S-CO₂布雷顿循环，项目已在10 MW级轴流涡轮、50 MW涡轮和450 MW压气机、微通道换热器等方面取得一些研究成果。法国电力公司^[4-5]设计了S-CO₂布雷顿循环燃煤发电系统，给出了锅炉烟气热量全温区吸收的方案。华北电力大学^[6-7]从热力循环构建方面揭示了S-CO₂再压缩循环优于简单回热循环的原因，提出了八分之一减阻原理和锅炉模块化设计方法。西安热工研究院设计了300、600 MW燃煤发电系统^[8-11]，已建成的5 MW S-CO₂发电系统^[12]已于2021年投运。

紧凑式换热器是上述S-CO₂布雷顿循环发电系统的重要设备。采用了先进扩散焊技术的印刷电路板换热器（PCHE），最早由英国Heatric公司研制，具有较大的比表面积、耐高温高压，被广泛用作回热器、预冷器和加热器。研发低成本、高强度、结构紧凑、流动阻力小、传热效率高的PCHE是未来S-CO₂布雷顿循环商业应用的关键之一^[13]。

PCHE的热工水力特性很大程度上取决于流道的形状，近年出现了各类强化传热或减小阻力的流道形状，具体如图1所示^[14]，这些流道形状可分为连续型和间断型。

图1中直流道、Zigzag流道、正弦流道属连续型。直流道流动阻力小但传热能力差，Zigzag流道传热能力强但折角处的回流和漩涡使流动阻力增大，正弦流道比Zigzag流道有着更好的传热性能和更小的流动阻力。Tsuzuki等人^[15]提出一种S形肋片流道，实现了与Zigzag流道相近的传热性能，压降仅为后者的1/5。Kim等人^[16]将NACA系列翼型应用于PCHE肋片，单位体积换热量相近的前提下，压降减小为Zigzag流道的1/20。Chu等人^[17]研究了NACA0025翼型肋片流道横向和纵向节距对传热和流动阻力的影响，认为肋片交错排布比平行排布的综合性能更好，质量流量越大，效果越明显。Xu等人^[18]将NACA0025翼型肋片优化为剑鱼形状，有效降低了流动阻力，改善了机翼附近速度分布的不均匀性，优化后的流道综合性能更好。Yang等人^[14]对采用类似肋片样式的PCHE开展了实验研究，称之为类菱形肋片。Shi等人^[19]开展了S-CO₂和熔盐在翼型PCHE中流动传热的模拟研究，认为较高的进口温度会降低S-CO₂的传热性能。Zhu等人^[20]将NACA系列对称翼型进一步拓展为非对称翼型，研究了肋片排布、攻角、水平间距、交错间距的影响。

与连续型流道相比，采用翼型肋片的间断型流道不仅具有较好的传热性能和合适的流动阻力，也能改善连续型流道因流量分配不均导致PCHE性能下降的问题，因此正受到越来越多地关注。目前，对翼型肋片流道PCHE的研究暂时不如连续型流道PCHE丰富，尤其是实验研究。对优化前后翼型肋片流道PCHE热工水力特性及对比的研究也比较缺乏。因此，本文采用数值模拟的方法对类菱形肋片流道PCHE中S-CO₂的流动传热性能开展研究，分析了冷热侧进口温度的影响，对NACA0030翼型肋片和类菱形肋片周围的流场进行了比较，最后比较了2种流道的综合性能。

1　模型及验证

收起

1.1　几何模型及边界条件

本文所选类菱形肋片变形前的翼型为NACA0030，变形前后如图2所示，在不锈钢板片上按图3所示排布蚀刻出类菱形肋片流道形成PCHE板片（图4）。

采用扩散焊方法将冷热板片依次焊接形成芯体。芯体侧面局部如图5所示，为简化计算模型，对于1层冷板1层热板的形式，取其中1个换热单元，其中蓝色区域为冷流体流道，红色为热流体流道。几何模型的固体域如图6所示，流体域如图7所示。固体域冷热板片通过类菱形肋连接，上下壁面施加周期性条件，左右壁面为对称条件。流体域左右侧为对称条件，与固体域接触的面为耦合面，进口条件为质量进口，出口条件为压力出口。模型尺寸如图8所示，沿流动方向长度为180 mm。

1.2　网格划分及无关性检验

类菱形肋片流道有较好的对称性，采用结构化网格可有效减小网格数量并提高网格质量，网格划分如图9所示。

S-CO₂在拟临界区物性变化剧烈，模拟过程S-CO₂在通道内的最大压降未超过0.02 MPa，相较于出口压力，压降非常小，将物性作为温度的函数通过分段线性的方法导入求解器。对上文几何模型划分4套网格，在冷、热侧出口压力分别为8.28、2.52 MPa，入口温度分别为381.05、553.05 K的条件下进行网格无关性检验。以网格4为参考，4套网格对应冷热侧压降和温差见表1。由表1可见，当网格数量增大至2 939 720，冷热侧压降和温差的相对误差已经很小，故选取网格2进行模拟计算。

1.3　数学模型及验证

湍流状态下S-CO₂传热流动的模拟通常使用标准k-e、SST k-ω和RNG k-e 3种湍流模型。Baik等人^[21]比较了水和不同状态下CO₂在PCHE内的情况，认为标准k-e模型模拟结果和实验吻合较好。张虎忠^[22]对预冷器内S-CO₂的模拟也选取标准k-e模型，模拟结果与实验结果吻合良好。SST k-ω模型结合了k-e模型在湍流核心区的优势，在近壁面区又有一定的精确性，能一定程度上模拟出传热恶化与传热恢复，因此对于S-CO₂在竖直圆管内传热流动的研究，多采用该模型。然而，模型对网格的敏感度较高，应保证第1层到壁面无量纲距离y+小于1，对于复杂的几何模型，这使得边界层网格数量增大，网格长宽比太大，网格质量下降。RNG k-e模型由标准k-e模型发展而来，适用于分离流、二次流、旋流等复杂流动，对于流线弯曲较大的区域有较好的精度。Tsuzuki^[15]和Ngo^[23]等人对间断S形肋片流道的研究采用了该模型。Shi等人^[19]将3种模型模拟结果与Wang等人^[24]实验结果对比，结合了增强壁面处理的RNG k-e模型模拟结果与实验的相对误差仅为1.23%。因此，本文选取RNG k-e模型与增强壁面处理。采用SIMPLE算法耦合速度和压力，梯度离散选择Least Squares Cell-Based，其他项为二阶迎风，各项残差的收敛标准为软件默认，并监测出口温度和质量流量的变化。

选取Adebiyi与Hall^[25]对超临界压力下水平圆管内CO₂传热的实验作为模型的验证。实验条件见表2，沿流动方向管壁上下母线内壁温分布如图10所示，实验与模拟数据吻合较好，认为该模型有效。

类菱形肋片流道中沿流动方向，截面积周期性变化，参照常规流道水力直径的定义方法，取图11中1个体积用于定义水力直径，即水力直径等于4倍的体积除以湿周面积。

V = (L W − S a) t

(1)

式中：V为体积，m³；L为长度，m；W为宽度，m；S_a为肋片的面积，m²；t为高度，m。

S = 2 (P a t / 2) + 2 (L − L c) t + 2 (W L − S a)

(2)

式中：S为湿周面积m²；P_a为肋片周长，m；L_c为肋片弦长，m。

D h = 4 V / S

(3)

式中：D_h为水力直径，m。

雷诺数Re定义如下：

R e = m D h μ A c

(4)

式中：m为质量流量，kg/s；μ为黏度，Pa·s；A_c为截面积，m²。

截面积A_c定义如下：

A c = V L

(5)

范宁摩擦系数f定义如下：

f = Δ p D h ρ A c 2 2 m 2 L ch

(6)

式中：Δp为压降，Pa；ρ为密度，kg/m³；L_ch为流体流经的长度，m。

换热量Q定义如下：

Q = m h (i i,h − i o,h) + m c (i o,c − i i,c) 2

(7)

式中：m_h、m_c分别为热、冷流体的质量流量，kg/s；i_i,h、i_o,h、i_o,c、i_i,c分别为热流体进口焓、热流体出口焓、冷流体出口焓、冷流体进口焓，J/kg。

努塞特数Nu定义如下：

N u = h D h λ

(8)

式中：h为流体与壁面间的对流传热系数，W/m²·K；λ为流体的导热系数，W/m·K。

对流传热系数定义如下：

h = q T w − T b

(9)

式中：T_w为壁面温度，K；T_b为流体温度，K。

格拉晓夫数Gr的计算公式如下：

G r = (ρ w − ρ b) ρ b g D h 3 μ b 2

(10)

式中：ρ_b和ρ_w分别为主流区和近壁区流体密度，kg/m³；g为重力加速度，m/s²；μ_b为主流区流体黏度，Pa·s。

2　结果与讨论

收起

2.1　入口温度的影响

热侧参数为：出口压力2.52 MPa，入口温度553.15~593.15 K，质量流量1.300 5 g/s。冷侧参数为：出口压力8.28 MPa，入口温度313.15~353.15 K，质量流量1.418 4 g/s。类似于超临界流体在水平管内的流动换热，冷侧流道内的S-CO₂沿流动方向吸热升温，物性参数在流道径向的不均匀分布导致浮力效应的产生。Huang和Li^[26]研究了近年来各国学者对超临界流体水平流动时浮力效应的计算公式和判别标准，结果显示有的计算公式相同而判别标准不同，目前还没有形成统一且广泛适用的判据。Ren等人^[27]对S-CO₂在半圆截面PCHE内的对流换热情况开展了模拟研究，选取的判据对强制对流和混合对流换热有较好的区分。本节选取Ren等人^[27]的计算公式和判别标准，当Gr/Re²小于0.01，浮力对对流换热的影响很小，属于强制对流换热。

图12为冷侧入口温度T_i,c为313.15、353.15 K，沿冷流体流动方向Gr/Re²随主流温度T_b的变化。由图12可知，2种不同入口温度下浮力效应随着主流温度的增大而减小，入口温度313.15 K时，曲线下降更迅速，这是因为该温度靠近拟临界温度，密度随温度变化更剧烈，径向上密度分布差异更大。但总体上由于流道水力直径很小，Gr/Re²均小于0.01，下文的计算中浮力效应可忽略。

图13为冷侧入口温度逐渐增大，热侧入口温度保持553.15 K时，换热量Q、努塞特数Nu、压降Δp和范宁摩擦系数f的变化。

由图13可见，随着冷侧入口温度的增加，Q和冷侧Nu减小，热侧Nu变化很小。冷侧入口温度的增大使得S-CO₂逐渐远离大比热的拟临界区，入口温度增大40 K，平均导热系数增大1.6%，但平均比热减小了24.32%，导致冷侧换热性能明显下降。对于热侧工质，整个流动换热过程处于气态，物性受温度变化的影响很小，冷侧温度变化对其换热性能的影响不明显。

由图13b)可见，随着冷侧入口温度的增大，热侧CO₂和冷侧S-CO₂平均流速增大，引起压力损失增大。由f的计算公式可知，对于给定几何结构和质量流量，f受压降和密度共同影响，冷热侧的压降都增大，但冷侧平均密度减小25.38%，热侧仅减小3.66%，表现为冷侧f减小而热侧f增大。

图14为冷侧入口温度保持313.15 K不变而热侧入口温度从553.15 K增到593.15 K时，换热量Q、努塞特数Nu、压降Δp和范宁摩擦系数f的变化。由图14a)可知，热侧入口温度增大，平均换热温差增大，总换热量增大，冷热侧Nu略有减小。这是因为热侧平均温度增大后流速略有增大，尽管对流传热系数增大了3.58%，但Nu受对流换热和导热的共同影响，导热系数也增大了7.25%，导致热侧Nu减小。对于冷侧，平均温度的增大使得S-CO₂远离拟临界区，比热减小，Nu减小。由图14b)可知，Δp和f随热侧入口温度的变化很小。比较冷热侧入口温度的影响，超临界态一侧温度增大40 K，总换热量减小23.91%，冷热侧压降分别增大29.95%、11.14%；气态一侧温度增大40 K，总换热量增大16.4%，冷热侧压降分别增大9.42%、7.43%，超临界态一侧工质入口温度变化对换热和流动性能影响更加明显。

2.2　2类翼型比较

本文所述类菱形肋片由NACA系列翼型改进而来。Xu等人^[18]对NACA0025翼型肋片流道内流场分析后，认为NACA0025头部曲率变化太大，肋片最宽处出现高流速和负压梯度区，导致流动阻力增大，于是改进为头部更加平缓的剑鱼结构，对恒壁温条件下2类翼型肋片流道流动换热情况进行了比较。本节在两侧流动换热的条件下，继续对2类流道进行比较。模拟时冷、热侧入口温度分别为313.15、553.15 K，出口压力分别为8.28、2.52 MPa，热侧入口质量流量1.300 5 g/s保持不变，冷侧入口质量流量从0.709 2 g/s增至1.772 8 g/s，研究S-CO₂一侧的规律。

图15给出了2类肋片流道内S-CO₂的局部速度分布。由于翼型肋片错列排布且肋片前后薄而中间厚，沿流动方向截面积的变化使得每个截面流速不同。流速关于翼弦轴对称，上游来流撞击前缘的驻点后被分成2部分：一部分沿上翼面流动；一部分沿下翼面流动，并在尾部与上翼面的流体混合再流向下游。与类菱形肋片相比，NACA0030翼型肋片厚度在靠近前缘处增大至最大又逐渐减小，类菱形肋片厚度变化则比较均匀。最大厚度处流动截面积最小，流速最大，因此NACA0030翼型肋片周围最大流速大于类菱形肋片，流速分布更不均匀。Cui等人^[28]将翼型肋片周围的流场分为低流速区、来流撞击区、高流速区和尾部混合区。NACA0030翼型肋片的高流速区面积大于类菱形肋片，而类菱形肋片尾部混合区局部流速接近于零。

从肋片生成过程看，将NACA0030翼型头部变化为前后对称的类菱形结构，肋片的最大厚度由弦长的30%减小为26%，减小了上游来流对肋片前缘的撞击，减小了流动阻力，相当于使用了厚度更小的NACA翼型。Chen等人^[29]比较了NACA0010、NACA0020、NACA0030、NACA0040 4种翼型肋片流道，厚度最小的NACA0010具有最小的流动阻力和最好的综合性能。

图16给出了不同Re下2类翼型Q、Nu、Δp、f的变化。随着Re增大，换热量都增大，Nu的变化规律相同；Δp和f的变化表现为类菱形小于NACA0030翼型，且两者差异随Re增大有增大的趋势，符合增强换热通常以增大流动阻力为代价的一般规律。

Kim等人^[16]采用单位体积换热量随压降的变化来比较Zigzag流道与NACA翼型流道的综合性能。Xu等人^[18]提出类菱形流道时也采取了类似的评价标准，本文沿用这种评价标准来比较2类流道的综合性能，结果如图17所示。由图17可见，NACA0030翼型肋片综合性能略微小于类菱形肋片流道。Yang等人^[14]的实验研究比较了类菱形肋片流道、直流道、Zigzag流道和S形肋片流道的综合性能，类菱形与Zigzag流道在单位体积换热量相近的前提下，压降仅为后者的1/4。这意味着在4种常见的流道中，采用类菱形肋片流道具有一定优势。

3　结论

收起

本文采用数值模拟方法，对类菱形肋片流道PCHE中S-CO₂的流动传热性能开展研究，比较了冷热侧进口温度的影响以及NACA0030翼型肋片流道和类菱形肋片流道的综合性能，得到如下结论。

1）对于冷侧流体为S-CO₂，热侧流体为气态CO₂的情况，增大S-CO₂入口温度，总换热量减小，冷热侧压降增大；增大气态CO₂入口温度，总换热量增大，冷热侧Nu略有减小而压降和f略有增大。S-CO₂一侧工质入口温度变化对热工水力特性的影响更明显。

2）类菱形肋片流道PCHE有着更小的流动阻力。以单位体积换热量随压降的变化为评价标准，类菱形肋片流道PCHE的综合性能略强于NACA0030翼型肋片流道PCHE。

基金

收起

国家自然科学基金项目(U20B2035)
国家重点研发计划项目(2018YFB1501004)
陕西省创新能力支撑计划(2023-CX-TD-18)

参考文献

收起

文献

收起

参考文献引证文献

排序方式：

［1］

DOSTAL

, HEIZLAR

, DRISCOLL

M J

. The supercritical carbon dioxide power cycle: comparison to other advanced power cycles[J]. Nuclear Technology, 2017, 154(3): 283-301.

［2］

FEHER

E G

. The supercritical thermodynamic power cycle [J]. Energy Conversion, 1967, 8(2):85-90.

［3］

ANGELINO

. Carbon dioxide condensation cycles for power production[J]. Journal of Engineering for Power, 1968, 90(3): 287-295.

［4］

MOUNIR

, YANN

L M

. Supercritical CO₂ Brayton cycles for coal-fired power plants[J]. Energy, 2016, 103: 758-771.

［5］

YANN

L M

. Conceptual study of a high efficiency coal-fired power plant with CO₂ capture using a supercritical CO₂ Brayton cycle[J]. Energy, 2013, 49: 32-46.

［6］

SUN

E H

, XU

JI L

, LI

M J

, et al. Synergetics: the cooperative phenomenon in multi-compressions S-CO₂ power cycles[J]. Energy Conversion and Management, X 2020, 7: 100042.

［7］

李航宁，孙恩慧，徐进良．多级回热压缩超临界二氧化碳循环的构建及分析[J]．中国电机工程学报，2020，40(增刊1)：211-221．

Hangning

, SUN

Enhui

, XU

Jinliang

. Construction and analysis of supercritical carbon dioxide cycle with multi-stage regenerative-compression [J]. Proceedings of the CSEE, 2020, 40(Suppl.1): 211-221.

［8］

张一帆，王生鹏，刘文娟，等．超临界二氧化碳再压缩再热火力发电系统关键参数的研究[J]．动力工程学报，2016，36(10)：827-833．

ZHANG

Yifan

, WANG

Shengpeng

, LIU

Wenjuan

, et al. Study on key parameters of a supercritical fossil-fired power system with CO₂ recompression and reheat cycles[J]. Journal of Chinese Society of Power Engineering, 2016, 36(10): 827-833.

［9］

张一帆，李红智，姚明宇，等．600 MW煤基超临界二氧化碳发电系统回热器和预冷器的概念设计[J]．中国电机工程学报，2017，37(24)：7223-7229．

ZHANG

Yifan

, LI

Hongzhi

, YAO

Mingyu

, et al. Conceptual design of the recuperator and precooler for a 600 MW fossil-based supercritical CO₂ power generation system[J]. Proceedings of the CSEE, 2017, 37(24): 7223-7229.

［10］

张一帆，王安，白文刚，等．300 MW超临界二氧化碳锅炉气动力特性及壁温分布[J]．中国电机工程学报，2019，39(6)：1700-1706．

ZHANG

Yifan

, WANG

, BAI

Wengang

, et al. Thermal fluid dynamic characteristics and wall temperature distribution of a 300 MW supercritical CO₂ boiler[J]. Proceedings of the CSEE, 2019, 39 (6): 1700-1706.

［11］

YANG

, BAI

W G

, WANG

Y M

, et al. Coupled simulation of the combustion and fluid heating of a 300 MW supercritical CO₂ boiler[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 113: 259-267.

［12］

Hongzhi

, ZHANG

Yifan

, YAO

Mingyu

, et al. Design assessment of a 5 MW fossil-fired supercritical CO₂ power cycle pilot loop[J]. Energy, 2019, 174: 792-804.

［13］

吴家荣，李红智，杨玉，等．超临界二氧化碳动力循环中印刷电路板换热器芯体机械应力和热应力耦合分析[J]．中国电机工程学报，2022，42(2)：640-650．

Jiarong

, LI

Hongzhi

, YANG

, et al. Coupling analysis of mechanical stress and thermal stress of printed circuit heat exchanger core in supercritical carbon dioxide power cycle[J]. Proceedings of the CSEE, 2022, 42(2): 640-650.

［14］

YANG

, LI

H Z

, XIE

B B

, et al. Experimental study of the flow and heat transfer performance of a PCHE with rhombic fin channels[J]. Energy Conversion and Management, 2022, 254: 115137.

［15］

TSUZUKI

, KATO

, ISHIDUKA

. High performance printed circuit heat exchanger[J]. Applied Thermal Engineering, 2007, 27(10): 1702-1707.

［16］

KIM

D E

, KIM

M H

, CHA

J E

, et al. Numerical investigation on thermal-hydraulic performance of new printed circuit heat exchanger model[J]. Nuclear Engineering and Design, 2008, 238(12): 3269-3276.

［17］

CHU

W X

, LI

X G

, MA

, et al. Study on hydraulic and thermal performance of printed circuit heat transfer surface with distributed airfoil fins[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 114: 1309-1318.

［18］

X Y

, MA

, LI

, et al. Optimization of fin arrangement and channel configuration in an airfoil fin PCHE for supercritical CO₂ cycle[J]. Applied Thermal Engineering, 2014, 70: 867-875.

［19］

SHI

H Y

, LI

M J

, WANG

W Q

, et al. Heat transfer and friction of molten salt and supercritical CO₂ flowing in an airfoil channel of a printed circuit heat exchanger[J]. International Journal of Heat and Mass Transfe, 2020, 150: 119006.

［20］

ZHU

C Y

, GUO

, YANG

H Q

, et al. Investigation of the flow and heat transfer characteristics of helium gas in printed circuit heat exchangers with asymmetrical airfoil fins[J]. Applied Thermal Engineering, 2021, 186: 116478.

［21］

BAIK

, KIM

S G

, LEE

, et al. Study on CO₂-water printed circuit heat exchanger performance operating under various CO₂ phases for S-CO₂ power cycle application[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 113: 1536-46.

［22］

张虎忠．超临界CO₂印刷电路板换热器性能研究[D]．北京：中国科学院大学，2020：8．

ZHANG

Huzhong

. Study on the thermal-hydraulic performance of printed circuit heat exchanger with supercritical carbon dioxide[D]. Beijing: Chinese Academy of Science, 2020: 8.

［23］

NGO

T L

, KATO

, NIKITIN

, et al. New printed circuit heat exchanger with S-shaped fins for hot water supplier[J]. Experimental Thermal and Fluid Science, 2006, 30(8): 811-819.

［24］

WANG

W Q

, QIU

, HE

Y L

, et al. Experimental study on the heat transfer performance of a molten-salt printed circuit heat exchanger with airfoil fins for concentrating solar power[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2019, 135: 837-846.

［25］

ADEBIYI

, HALL

W B

. Experimental investigation of heat transfer to supercritical pressure carbon dioxide in a horizontal pipe[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1976, 19: 715-720.

［26］

HUANG

, LI

. A brief review on the buoyancy criteria for supercritical fluids[J]. Applied Thermal Engineering, 2018, 131: 977-987.

［27］

REN

, ZHAO

C R

, JIANG

P X

, et al. Investigation on local convection heat transfer of supercritical CO₂ during cooling in horizontal semicircular channels of printed circuit heat exchanger[J]. Applied Thermal Engineering, 2019, 157: 113697.

［28］

CUI

X Y

, GUO

J F

, HUAI

X L

, et al. Numerical study on novel airfoil fins for printed circuit heat exchanger using supercritical CO₂[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, 121: 354-366.

［29］

CHEN

, ZHANG

L S

, HUAI

X L

, et al. Comprehensive performance comparison of airfoil fin PCHEs with NACA 00XX series airfoil[J]. Nuclear Engineering and Design, 2017, 315: 42-50.

2023年第52卷第11期

PDF下载

147

引用本文

BibTeX

文章信息

doi: 10.19666/j.rlfd.202302024

接收时间：2023-02-22
首发时间：2026-01-26
出版时间：2023-11-25

补充材料

相关文章

文章信息

作者

出版历史

收稿日期：2023-02-22

基金

National Natural Science Foundation of China(U20B2035)

国家自然科学基金项目(U20B2035)

National Key Research and Development Program of China(2018YFB1501004)

国家重点研发计划项目(2018YFB1501004)

Innovation Capability Support Program of Shaanxi(2023-CX-TD-18)

陕西省创新能力支撑计划(2023-CX-TD-18)

作者信息

西安热工研究院有限公司，陕西　西安　710054

参考文献

分享链接

https://castjournals.cast.org.cn/joweb/rlfd/CN/10.19666/j.rlfd.202302024

分享至

全文二维码

扫描看全文

引用本文

BibTeX

本文的引用情况

2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

关闭全屏

BibTeX
EndNote
RefWorks
TxT