超临界CO2在D型管中对流换热的数值研究

本文主要探讨了D型管内超临界二氧化碳（Supercritical Carbon Dioxide, CO2）在快速气冷堆（Fast Gas-Cooled Reactors, FGCRs）冷却循环中的对流换热特性。随着FCR技术的发展，D型管换热器因其独特的结构优势被广泛应用，对流换热效率直接影响系统的性能和安全性。 作者张丽娜、刘敏珊和董其伍利用计算流体力学软件FLUENT进行数值模拟，该软件在热工流体动力学领域具有高度精准的模拟能力。他们将超临界CO2在竖直D型管中的对流换热与同样当量直径的圆管进行了对比分析，以评估D型管结构对于换热效率的影响。 研究发现，在冷却过程中，当CO2流体主体接近其临界温度时，局部换热系数会达到峰值。这表明在特定的温度范围内，换热效率显著提高，这对热管理至关重要。同时，CO2的质量流量和管道的当量直径变化对对流换热有较大的影响，这意味着通过调整这些参数可以优化换热性能。相比之下，冷却水的质量流量对换热效果的影响较小，可能是因为它更多地影响着热量的传递路径而非换热系数。 关键词“对流换热”、“超临界CO2”、“快速气冷堆”和“D型管”揭示了文章的核心关注点，这些是理解D型管在FCR系统中独特作用的关键术语。文章的中图分类号TB657和文献标志码A进一步明确了其在工程技术和物理科学领域的定位，而文章编号1671-7627(2009)05-0042-05则提供了文献的具体引用信息。 这篇论文提供了一种通过数值模拟方法深入理解D型管在超临界CO2冷却循环中的换热行为的重要途径，这对于设计和优化FCR系统的热管理具有实际意义。