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摘要
超临界二氧化碳(SCO2)作为一种极具应用前景的能量传递与转换工质，在工业发电领域得到了越来越广泛的应用，而深入理解SCO2的变物性流动与传热特性至关重要。目前国内外对SCO2的传热研究集中在圆管等简单通道，缺少流道结构对传热特性的影响研究。本文应用OpenFOAM大涡模拟对圆管、环形通道和棒束子通道内SCO2的流动与传热特性进行计算分析，研究流道几何结构对壁面温度、截面速度分布以及湍流统计变量的影响，并以数值计算结果评估典型SCO2传热关系式的适用性。研究表明，在相同的计算工况下，子通道的传热性能优于圆管和环形通道，这主要是由于子通道内存在冷却剂的横向流动与交混所致。在所选取的6种传热关系式中，Dittus-Boelter公式不能准确预测SCO2的努塞尔数，而Kim关系式对3种通道的努塞尔数都具有较高的预测精度。
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