湍流普朗特数模型对水平圆管内sCO2传热预测的影响

作者：谢雄州; 叶道铭; 黄俊辉; 王建勇^*

来源：动力工程学报, 2023, 43(12): 1539-1584.

DOI：10.19805/j.cnki.jcspe.2023.12.002

• 超临界二氧化碳
• 水平圆管传热
• 湍流普朗特数
• 浮升力效应
• 传热预测
• 数值模拟

基于SST k-ω湍流模型系统探究了典型湍流普朗特数模型对水平圆管内超临界二氧化碳传热数值模拟的影响，并通过与实验数据的对比，分析不同湍流普朗特数模型的预测能力。结果表明：在弱浮升力效应下，定常湍流普朗特数(Prt=0.85)模型具有较可靠的预测能力，预测的壁温最大偏差小于5 K;但在强浮升力效应下，Prt=0.85时计算出现较大偏差，而引入的现有典型变湍流普朗特数修正模型改善效果不佳。经深层次分析发现，湍流普朗特数模型对超临界二氧化碳流动传热边界层的影响显著，从而决定湍流传热性能。

• 单位
  中山大学; 航天学院