热力发电

P/mm	d/mm	R/mm	S/mm	q/(kW·m^–2)	G/(kg·h^–1)
30	4.57	40	1 000	40、50、60	17.88
40	20.67
50	23.67
60	26.61

P/mm	d/mm	R/mm	S/mm	q/(kW·m^–2)	G/(kg·h^–1)
30	4.57	40	1 000	40、50、60	17.88
40	20.67
50	23.67
60	26.61

P/mm	d/mm	R/mm	S/mm	q/(kW·m^–2)	G/(kg·h^–1)
50	2.80	40	1 000	40、50、60	17.88
3.60	20.67
4.57	23.67
5.50	26.61

P/mm	d/mm	R/mm	S/mm	q/(kW·m^–2)	G/(kg·h^–1)
50	2.80	40	1 000	40、50、60	17.88
3.60	20.67
4.57	23.67
5.50	26.61

P/mm	d/mm	R/mm	S/mm	q/(kW·m^–2)	G/(kg·h^–1)
50	4.57	20	1 000	40、50、60	17.88
30	20.67
40	23.67
50	26.61

P/mm	d/mm	R/mm	S/mm	q/(kW·m^–2)	G/(kg·h^–1)
50	4.57	20	1 000	40、50、60	17.88
30	20.67
40	23.67
50	26.61

热流密度/(kW·m^–2)	对象	结构参数
40	h	0.018 34	0.094 63	0.019 73
T_out	0.000 15	0.007 49	0.000 52
50	h	0.017 33	0.109 89	0.006 23
T_out	0.000 45	0.016 34	0.001 56
60	h	0.020 11	0.111 04	0.005 61
T_out	0.000 98	0.033 03	0.003 89

热流密度/(kW·m^–2)	对象	结构参数
40	h	0.018 34	0.094 63	0.019 73
T_out	0.000 15	0.007 49	0.000 52
50	h	0.017 33	0.109 89	0.006 23
T_out	0.000 45	0.016 34	0.001 56
60	h	0.020 11	0.111 04	0.005 61
T_out	0.000 98	0.033 03	0.003 89

螺旋管内超临界二氧化碳换热性能的模拟和试验研究

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夏春杰 , 宋嘉梁 , 陈永东 , 吴晓红

热力发电 | 超临界二氧化碳循环发电技术专题 2023,52(11): 37-45

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热力发电 | 超临界二氧化碳循环发电技术专题 2023, 52(11): 37-45

螺旋管内超临界二氧化碳换热性能的模拟和试验研究

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夏春杰, 宋嘉梁, 陈永东, 吴晓红

作者信息

合肥通用机械研究院有限公司，安徽　合肥　230031

夏春杰（1989），女，硕士，工程师，主要研究方向为换热器设备设计、传热传质，xchjie2008@163.com。

Simulation and experimental research on heat exchange performance of supercritical CO₂ in helical tube

Chunjie XIA, Jialiang SONG, Yongdong CHEN, Xiaohong WU

Affiliations

Hefei General Machinery Research Institute Co, Ltd, Hefei 230031, China

出版时间: 2023-11-25 doi: 10.19666/j.rlfd.202301004

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摘要

收起

对超临界二氧化碳（S-CO₂）在螺旋管内的对流换热性能进行模拟和试验研究。探讨了热流密度q、质量流量G、节距P、管内径d、螺旋半径R等流动、结构特性对流动传热的影响，并对各结构特性灵敏度做了量化分析；搭建了闭式循环的S-CO₂测试平台，对螺旋管内S-CO₂对流换热性能进行了试验研究，并基于试验工况数据验证了数值模拟的准确性；对数据进行处理，拟合出了S-CO₂的传热关联式。该研究为S-CO₂螺旋管式换热器的热力设计方法奠定了基础，并在核电及光热发电领域具有一定的工程应用价值。

关键词

螺旋管式换热器 / 超临界二氧化碳布雷顿循环 / 换热性能 / 数值模拟

Abstract

收起

Numerical and experimental studies are conducted on convective heat transfer performance of carbon dioxide (S-CO₂) flowing in a heated vertical helically coiled tube under supercritical pressure. The influence of flow characteristics and structural characteristics such as heat flux q, mass flow rate G, pitch P, tube inner diameter d, and spiral radius R on heat transfer are discussed, and the sensitivity of each structural parameter is studied quantitatively. A closed-loop S-CO₂ test platform was built to conduct experimental research on the convective heat transfer performance of S-CO₂ in the helically coiled tube, and the accuracy of the numerical simulation is verified based on the experimental data. Finally, the heat transfer correlation of S-CO₂ is fitted. The research has laid foundation for the thermal design method of S-CO₂ spiral-wound heat exchanger, and has certain engineering application value for the application and promotion of the spiral-wound S-CO₂ heat exchangers in nuclear power and solar thermal power generations.

Key words

spiral-wound heat exchanger / supercritical carbon dioxide Brayton cycle / heat transfer performance / numerical simulation

引用本文

夏春杰, 宋嘉梁, 陈永东, 吴晓红. 螺旋管内超临界二氧化碳换热性能的模拟和试验研究. 热力发电, 2023 , 52 (11) : 37 -45 . DOI: 10.19666/j.rlfd.202301004

Chunjie XIA, Jialiang SONG, Yongdong CHEN, Xiaohong WU. Simulation and experimental research on heat exchange performance of supercritical CO₂ in helical tube[J]. Thermal Power Generation, 2023 , 52 (11) : 37 -45 . DOI: 10.19666/j.rlfd.202301004

正文

收起

超临界二氧化碳（supercritical carbon dioxide，S-CO₂）布雷顿循环系统是非常具有潜力的能量转换方式。S-CO₂在临界区物性突变现象，大大提高了效率，具有安全性高、结构简单、绿色无污染等特点，在第4代先进核能系统以及太阳能热发电等领域具有巨大的应用潜力^[1-6]。换热器是S-CO₂ 循环系统中数量最多、体积最大、成本最高的设备，对系统效率的提高、系统安全、稳定运行具有极其重要的作用，是布雷顿循环系统中最为关键的设备之一。

目前印刷电路板式换热器（PCHE）因其设备紧凑，并能承受极端的高温高压，被众多学者提出可用于系统高低温回热器及冷却器中^[7-8]。然而PCHE存在制造成本巨大、热应力大、不好清洗及难以维护等问题^[9-10]，且国内还未掌握高温（750 ℃以上）合金材料的蚀刻和扩散焊技术，很大程度上限制了我国S-CO₂ 新一代发电技术的发展。螺旋管式换热器虽占地面积有所增加，但相比PCHE，在同样高压、更高的环境下具有更好的适应性，且制造成本低、热应力更小，作为光热发电S-CO₂循环系统中的主换热器具有独特的优势，被众多学者提出可用于S-CO₂循环中^[11-18]。目前，螺旋管内超临界流体的试验开展难度较大，国内外学者的试验研究还十分匮乏，大多以数值模拟研究为主^[19-23]。在S-CO₂方面，文献[24-25]的试验数据几乎被所有的研究者作为模型验证的参考，然而其研究工况与布雷顿系统换热器的参数有较大区别。仅仅依靠试验，很难深入研究螺旋管内超临界流体的特殊传热机理、结构特性影响与关联式的精度。

本文针对此薄弱环节，基于闭式循环的S-CO₂测试平台和ANSYS Workbench系统，较全面系统地研究了热流密度q、质量流量G、节距P、管内径d、螺旋半径R等流动、结构特性对流动传热的影响，并对各结构参数灵敏度做了量化分析及模拟数据和试验数据的对比，拟合出了高精度的传热关联式。对螺旋管式换热器在核电以及光热发电中的应用及推广具有重要的理论意义和工程应用价值。

1　模型与求解

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1.1　物理模型

螺旋管结构示意如图1所示，螺旋段（被加热测试段）总长S=1 000 mm，两端直管段为过渡区。本文基于ANSYS Workbench对螺旋管进行参数化建模，主要研究了螺距P、管径d、螺旋半径R、热流密度q与质量流量G（共144组工况参数）对流动传热的影响，具体参数见表1、表2及表3。

1.2　边界条件及网格划分

管内介质为8.0 MPa下的S-CO₂，对应的临界温度为307.85 K，通过流体物性软件REFPROP获得S-CO₂的物性参数，在Fluent中通过piecewise-liner输入变物性数据。采用RNG k-ε模型和增强壁面函数，入口质量流量为G= 17.88、20.67、23.67、26.61 kg/h，入口温度为297.99 K，壁面恒定热流密度q=40、50、60 kW/m²，出口为压力出口，采用非滑移壁面边界条件。

以P=50 mm，d=4.57 mm，R=40 mm，q=50 kW/m²，G=23.67 kg/h工况为例对模型网格进行无关性考核。当网格尺寸为0.2 mm时，网格数为9 190 605，节点数为3 025 374，出口温度T_out=308.6 K；当网格尺寸为0.3 mm时，网格数为3 646 206，节点数为1 272 082，出口温度T_out=309.5 K。计算误差为2.5%，故网格尺寸为0.3 mm时已满足计算要求。螺旋管入口截面网格如图2所示。

1.3　数学模型

本文采用的是RNG k-ε模型，数学模型包括连续性方程、动量方程与能量方程。

连续性方程为：

∂ ∂ x i (ρ u i) = 0

(1)

动量方程为：

∂ ∂ x j (ρ u i u j) = ∂ ∂ x j [μ eff (∂ u i ∂ x j + ∂ u j ∂ x i) − 23 μ eff ∂ u k ∂ x k] − ∂ p ∂ x i + ρ g i

(2)

能量方程为：

∂ ∂ x i (ρ u i c p T) = ∂ ∂ x i [α T (μ eff ∂ T ∂ x i)] + ∂ u i ∂ x j [μ eff (∂ u i ∂ x j + ∂ u j ∂ x i) − 23 μ eff ∂ u k ∂ x k δ i j]

(3)

2　结果分析

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2.1　螺旋管内部流动特性观察

以P=50 mm，d=4.57 mm，R=40 mm，q=50 kW/m²，G= 23.67 kg/h工况为例，螺旋管沿程截面上的温度分布如图3所示，L为沿程长度，周向方位与图1保持一致。

从图3可以看出，内侧温度明显高于外侧，这是由于螺旋管内离心力的存在，内侧流速小于外侧流速。其不同轴向位置的壁面温度T_w与表面换热系数h的周向分布如图4所示，不同轴向位置的T_w与h沿流体流动方向的分布如图5所示。θ=0°、90°、180°、270°分别对应顶部、外部、底部与内部。流体温度沿流体流动方向的分布如图6所示。从图4可以看出：在周向方向上螺旋管壁面温度内部最高，外部最低，与图3保持一致；表面换热系数螺旋管内部最低，外部最高。由图6可知，当L/d=43.76、87.53、131.30、175.05时，对应的流体温度逐渐上升到临界温度附近，故在此范围内图4中的表面换热系数随L/d的增加而增加。

从图5、图6可以看出：当L/d=21.88~196.94时，在流体流动方向上，螺旋管壁面温度总体呈现上升、降低、上升的趋势，表面换热系数呈现上升、降低的趋势，流体温度T_f为303.2~308.5 K；当L/d=196.94时已超过临界温度区，传热出现恶化，壁面温度升高，表面换热系数下降；表面换热系数在L/d=175.05时达到峰值。

2.2　热流密度对流动传热的影响

以P=50 mm，d=4.57 mm，R=40 mm，q=40、50、60 kW/m²，G=23.67 kg/h工况为例，流体温度T_f、表面换热系数h沿流动方向上的变化及表面换热系数随流体温度的变化如图7所示。由图7a)、图7b)可以看出：随着热流密度的增加，流体温度逐渐升高，表面换热系数逐渐降低；沿流动方向流体温度逐渐升高，表面换热系数总体呈现先上升再下降的趋势。当q=40 kW/m²时，表面换热系数在L/d=176时达到最高值；当q=60 kW/m²时，表面换热系数在L/d=155时达到最高值。这是由于当q=60 kW/m²时流体温度率先达到临界温度，表面换热系数也率先达到顶峰。从图7c)中可以看出，当流体温度位于临界温度附近，表面换热系数达到最高值。

2.3　质量流量对流动传热的影响

以P=50 mm，d=4.57 mm，R=40 mm，q=50 kW/m²，G=17.88、20.67、23.67、26.61 kg/h工况为例，沿流动方向上流体温度T_f、壁面温度T_w、表面换热系数h的变化如图8所示。

由图8可以看出：当G=17.88、20.67、23.67、26.61 kg/h时，随着质量流量的增加，流体温度略微下降，壁面温度明显下降，表面换热系数明显升高；沿流动方向流体温度呈现总体上升趋势，壁面温度总体变化不明显，表面换热系数总体呈现先上升再下降的趋势，流体温度位于临界温度附近，表面换热系数达到最高值。当G=17.88 kg/h时，表面换热系数在L/d=153时达到最高值；当G=26.61 kg/h时，表面换热系数在L/d=175时达到最高值。这是由于当G=17.88 kg/h时流体温度率先达到临界温度，表面换热系数也率先达到顶峰。

2.4　节距P、直径d、螺旋半径R对流动传热的影响

以P=30、40、50、60 mm，d=4.57 mm，R=40 mm，q=50 kW/m²，G=23.67 kg/h工况为例，观察节距P对流动传热的影响。沿流动方向上的流体温度T_f、壁面温度T_w与表面换热系数h的变化如图9所示。从图9中可以看出：沿流动方向流体温度呈现总体上升趋势，壁面温度总体变化不明显，表面换热系数总体呈现先上升再下降的趋势；随着节距的增加，流体温度、壁面温度、表面换热系数均变化不明显，流体温度位于临界温度附近即L/d=175时，表面换热系数达到最高值。说明节距P的变化对流动传热影响不大。

以P=50 mm，d=2.80、3.60、4.57、5.50 mm，R=40 mm，q=50 kW/m²，G=23.67 kg/h工况为例，观察管径d对流动传热的影响。沿流动方向上的流体温度T_f、壁面温度T_w、表面换热系数h的变化如图10所示。因d值变化，为便于比较流动方向上的变化，图10以沿程长度L作为横坐标。由图10可以看出：沿流动方向流体温度呈现总体上升趋势，壁面温度总体变化不明显，表面换热系数总体呈现先上升再下降的趋势，流体温度位于临界温度附近，表面换热系数达到最高值；随着管径的增加，流体温度上升，壁面温度下降，表面换热系数下降。当d= 5.50 mm时，表面换热系数在L=708.00 mm时达到最高值；d=2.80 mm时，表面换热系数在L=804.00 mm时达到最高值。这是由于d=5.50 mm时流体温度率先达到临界温度，表面换热系数也率先达到顶峰。

以P=50 mm，d=4.57 mm，R=20、30、40、50 mm，q=50 kW/m²，G=23.67 kg/h工况为例，观察螺旋半径R对流动传热的影响。沿流动方向上的流体温度T_f、壁面温度T_w、表面换热系数h的变化如图11所示。由图11可以看出：沿流动方向流体温度呈现总体上升趋势，壁面温度总体变化不明显，表面换热系数总体呈现先上升再下降的趋势，流体温度位于临界温度附近即L/d=169时，表面换热系数达到最高值；随着螺旋半径的增加，流体温度、壁面温度、表面换热系数均变化不明显。说明螺旋半径R的变化对流动传热影响不大。

2.5　结构参数灵敏度分析

为确定螺旋管各结构特性对流动传热的影响程度，需进行参数灵敏度分析，灵敏度H定义为式(4)，灵敏度绝对值越大说明该结构特性对流动传热的影响程度越大。

H = (h max − h min) / h ave

(4)

式中：h_max为灵敏度的最大值；h_min为灵敏度的最小值；h_ave为灵敏度的平均值。

q=40、50、60 kW/m²时，P、d、R对表面换热系数h、出口温度T_out的灵敏度分析如图12所示，具体数值见表4。由图12和表4可以看出，d对h、T_out的大小起着决定性作用，对螺旋管内的流动传热影响最大。今后对螺旋管结构优化时可优先考虑改变d值，这可为工业生产提供参考。

3　试验验证

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3.1　测试方案

搭建S-CO₂传热与流动性能测试平台^[26]如图13所示，系统原理参考文献[26]。螺旋管试件如图14所示，材料为316L不锈钢，螺旋半径R=40 mm、节距P=50 mm、管内径d=4.57 mm，螺旋段（被加热测试段）总长S=1 000 mm。加热段外壁每隔100 mm布置1个测温点，每个测温点在0°、90°、180°、270°处各布置1个热电偶，加热段共布置44个热电偶，布置完成后外壁用保温棉进行保温（图14b)）。

3.2　模拟数据与试验数据对比

以q=40、50、60 kW/m²，G=23.67 kg/h工况为例，沿流动方向上的壁面温度T_w、流体温度T_f、表面换热系数h的模拟值和试验值对比如图15所示。由图15可以看出：q=40 kW/m²时，T_w、T_f、h模拟值和试验值误差范围分别为0.22%~0.36%、0.05%~0.14%、8.70%~19.60%；q=50 kW/m²时，T_w、T_f、h模拟值和试验值误差范围分别为0.25%~0.41%、0.10%~0.20%、2.20%~6.40%；q=60 kW/m²时，T_w、T_f、h模拟值和试验值误差范围分别为0.22%~0.43%、0.10%~0.60%、0.10%~0.60%。误差均在允许的范围内，验证了数值模拟结果的可靠性。

3.3　传热关联式

对表1、表2、表3中144组工况参数的计算结果进行处理，拟合出基于螺旋管曲率δ（式(5)）的S-CO₂努塞特数Nu关联式（式(6)）。

δ = d 2 R

(5)

N u = 0.000 936 R e 1.114 P r 0.527 (ρ w ρ f) 0.001 6 (λ w λ f) 0.501 (c p, w c p, f) 0.474 δ 0.018 5

(6)

式中：Re为雷诺数；Pr为普朗特数；ρ为密度，kg/m³；λ为导热系数，W/(m·K)；c_p为定压比热容，kJ/(kg·K)；下标w为基于壁面温度；下标f为基于流体温度。该公式适用于15 780≤Re≤104 305，1.4≤Pr≤56，0.035≤δ≤0.11。

图16为模拟值与公式值的对比，误差在15%范围内。文献[26]基于试验拟合的关联式，误差为20%。相比文献[26]考虑了螺旋管结构特性的影响后，明显提高了拟合公式的精度。

4　结论

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1）通过观察螺旋管内部流场特性，发现离心力的存在强化了传热。内部温度最高，表面换热系数最低；外部温度最低，表面换热系数最高；沿流体流动方向，表面换热系数在临界温度附近达到最高值。

2）通过对不同热流密度、质量流量的传热特性分析，随着热流密度的增加，流体温度逐渐升高，表面换热系数逐渐减低；随着质量流量的增加，流体温度略微下降，壁面温度明显下降，表面换热系数明显升高。

3）通过对螺旋管结构特性的分析，发现随着节距P、螺旋半径R的增加，流体温度、壁面温度、表面换热系数均变化不明显；随着管径d的增加，流体温度上升，壁面温度下降，表面换热系数下降。

4）对螺旋管各结构特性的灵敏度进行分析，发现管径d对螺旋管流动传热影响较大，优化螺旋管结构时可优先考虑改变d值。

5）通过试验验证了数值模拟的可靠性，并拟合出基于螺旋管结构特性的传热关联式，提高了关联式的精度。

基金

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安徽省自然科学基金面上项目(2008085ME152)

参考文献

收起

文献

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参考文献引证文献

排序方式：

［1］

AHN

, BAE

S J

, KIM

, et al. Review of supercritical CO₂ power cycle technology and current status of research and development[J]. Nuclear Engineering and Technology, 2015, 47: 647-661.

［2］

M J

, ZHU

H H

, GUO

J Q

, et al. The development technology and applications of supercritical CO₂ power cycle in nuclear energy, solar energy and other energy industries[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 126: 255-275.

［3］

DING

, LIU

, CHENG

W L

, et al. An adaptive flow path regenerator used in supercritical carbon dioxide Brayton cycle[J]. Applied Thermal Engineering, 2018, 138: 513-522.

［4］

黄彦平，王俊峰．超临界二氧化碳在核反应堆系统中的应用[J]．核动力工程，2012，33(3)：21-27．

HUANG

Yanping

, WANG

Junfeng

. Applications of supercritical carbon dioxide in nuclear reactor system[J]. Nuclear Power Engineering, 2012, 33(3):21-27.

［5］

KIMBALL

K J

, CLEMENTONI

E M

. Supercritical carbon dioxide Brayton power cycle development overview[C]. ASME Turbo Expo 2012: Turbine Technical Conference and Exposition. American Society of Mechanical Engineers, 2012: 931-940.

［6］

刘赟，董月，张传智．塔式太阳能吸热器中超临界CO₂流动换热研究进展[J]．华北电力大学学报(自然科学版)，2023，50(5)：105-115．

LIU

Yun

, DONG

Yue

, ZHANG

Chuanzhi

. Research advances in supercritical CO₂ flow and heat transfer in solar receivers[J]. Journal of North China Electric Power University (Natural Science Edition), 2023, 50(5): 105-115.

［7］

APOSTOLOS

A G

, ANASTASSIOS

M S

, ANESTIS

I K

. Recuperators investigation for high temperature supercri-tical carbon dioxide power generation cycles[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 125: 1094-1102.

［8］

辛菲，李磊，徐向阳，等．印刷电路板高压换热器加工工艺研究[C]．第十四届全国反应堆热工流体学术会议暨中核核反应堆热工水力技术重点实验室2015年度学术年会，2015：1-6．

XIN

Fei

, LI

Lei

, XU

Xiangyang

, et al. Study on printed circuit heat exchanger process in technology under high pressure[C]. The 14th National Reactor Thermal Fluid Academic Conference and Nuclear Reactor Thermal Hydraulic Technology Key Laboratory 2015, 2015: 1-6.

［9］

JACOB

F H

, GREGORY

F N

, MARK

H A

. Cost comparison of printed circuit heat exchanger to low cost periodic flow regenerator for use as recuperator in a s-CO₂ Brayton cycle[J]. Applied Energy, 2017, 208: 1150-1161.

［10］

JACOB

F H

, GREGORY

F N

, MARK

H A

. Experimental testing of S-CO₂ regenerator for use as a replacement to high cost printed circuit recuperators for use in S-CO₂ recompression Brayton cycle[C]. Proceedings of the ASME 2016 10th International Conference on Energy Sustai-nability, June 26-30, 2016, Charlotte, North Carolina.

［11］

GRANT

O M

, RENAUD

L P

, JAMES

. Heat exchangers for supercritical CO₂ power cycle applications[C]. The 4th International Symposium for Supercritical CO2 Power Cycles, September 9-10, 2014, Pittsburgh, PA.

［12］

MATT

, THOMAS

, DARRYN

, et al. Scaling considerations for SCO₂ cycle heat exchangers[C]. Proceedings of ASME Turbo Expo 2014: Turbine Technical Conference and Exposition, June 16-20, 2014, Düsseldorf, Germany.

［13］

陈永东，宋嘉梁，吴晓红．超临界流体在螺旋管内的对流换热研究进展[J]．压力容器，2019，36(1)：107-118．

CHEN

Yongdong

, SONG

Jialiang

, WU

Xiaohong

. Research progress on convective heat transfer of supercritical fluids in helically coiled tube[J]. Pressure Vessel, 2019, 36(1): 107-118.

［14］

陈永东，陈学东．我国大型换热器的技术进展[J]．机械工程学报，2013，49(10)：134-143．

CHEN

Yongdong

, CHEN

Xuedong

. Technology develop-ment of large-scale heat exchanger in my china [J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2013, 49(10): 134-143.

［15］

虞中旸，陶乐仁，张苏韩，等．超临界CO₂螺旋槽管内冷却换热特性的数值模拟及实验研究[J]．热能动力工程，2022，37(4)：107-116．

Zhongyang

, TAO

Leren

, ZHANG

Suhan

, et al. Numerical and experimental investigation on cooling heat transfer and flow characteristics of supercritical CO₂ in spirally fluted tubes[J]. Journal of Engineering for Thermal Energy and Power, 2022, 37(4): 107-116.

［16］

杨梅．螺旋管中超临界CO₂冷却换热性能研究[D]．重庆：重庆大学，2018：1．

YANG

Mei

. Study on the cooling performance of supercritical CO₂ in the helically coiled tube[D]. Chongqing: Chongqing University, 2018: 1.

［17］

王彦红，陆英楠，李洪伟，等．浮升力对竖直螺旋管中超临界CO₂换热的影响及判别准则[J/OL]．北京航空航天大学学报：1-15．(2022-06-09)[2023-01-10]．https://doi.org/10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0024.

WANG

Yanhong

, LU

Yingnan

, LI

Hongwei

, et al. Influence and criterion of the buoyancy force on heat transfer of supercritical CO₂ in a vertical helical tube[J/OL]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics: 1-15. (2022-06-09)[2023-01-10]. https://doi.org/10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0024.

［18］

陆英楠．螺旋管中超临界二氧化碳非均匀换热特性研究[D]．吉林：东北电力大学，2022：1．

Yingnan

. Research on nouniform heat transfer characteristics of supercritical carbon dioxide in helical tubes[D]. Jilin: Northeast Electric Power University, 2022: 1.

［19］

康奥峰，张鹏．螺旋管内超临界氮的对流换热研究[J]．低温与超导，2012，40(3)：1-8．

KANG

Aofeng

, ZHANG

Peng

. Numerical investigation of flow and heat transfer to supercritical fluid in helical pipe[J]. Cryogenics & Superconductivity, 2012, 40(3): 1-8.

［20］

WANG

K Z

, XU

X X

, LIU

, et al. Experimental and numerical investigation on heat transfer characteristics of supercritical CO₂ in the cooled helically coiled tube[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2017, 108: 1645-1655.

［21］

L J

, LIN

C X

, EBADIAN

M A

. Turbulent heat transfer to near-critical water in a heated curved pipe under the conditions of mixed convection[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1999, 42(16): 3147-3158.

［22］

ZHAO

H J

, LI

X W

, WU

X X

. Numerical investigation of supercritical water turbulent flow and heat transfer characteristics in vertical helical tubes[J]. The Journal of Supercritical Fluids, 2017, 127: 48-61.

［23］

崔海亭，刘思文，王少政．超临界CO₂水平螺旋管内对流换热的数值模拟[J]．压力容器，2019，36(2)：22-29．

CUI

Haiting

, LIU

Siwen

, WANG

Shaozheng

. Numerical simulation of convective heat transfer of supercritical carbon dioxide in horizontal spiral tube[J]. Pressure Vessels, 2019, 36(2): 22-29.

［24］

王淑香，张伟，牛志愿，等．超临界压力下CO₂在螺旋管内的混合对流换热[J]．化工学报，2013，64(11)：3917-3926．

WANG

Shuxiang

, ZHANG

Wei

, NIU

Zhiyuan

, et al. Mixed convective heat transfer to supercritical carbon dioxide in helically coiled tube [J]. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2013, 64(11): 3917-3926.

［25］

J L

, YANG

C Y

, ZHANG

, et al. Turbulent convective heat transfer of CO₂ in a helical tube at near-critical pressure [J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, 80: 748-758.

［26］

宋嘉梁，陈健，赵锐，等．超临界压力下CO₂在旋流通道内对流换热试验研究[J]．压力容器，2021，38(11)：9-17．

SONG

Jialiang

, CHEN

Jian

, ZHAO

Rui

, et al. Experimental investigation on convection heat transfer of CO₂ at supercritical pressures in helically coiled tube[J]. Pressure Vessels Technology, 2021, 38(11): 9-17.

2023年第52卷第11期

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doi: 10.19666/j.rlfd.202301004

接收时间：2023-01-19
首发时间：2026-01-26
出版时间：2023-11-25

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作者

出版历史

收稿日期：2023-01-19

基金

Anhui Provincial Natural Science Foundation General Project(2008085ME152)

安徽省自然科学基金面上项目(2008085ME152)

作者信息

合肥通用机械研究院有限公司，安徽　合肥　230031

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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

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