超临界压力甲烷异常传热行为的机理研究撤回

作者：杨帆; 王国付; 姜文全; 陈树军; 潘斌; 陈保东^*

来源：工程热物理学报, 2019, 40(08): 1921-1927.

• 传热异常
• 热质比
• 二次环流
• 湍流层流化
• 湍动能

本文对水平管道内超临界压力下甲烷的流动与传热过程进行了数值模拟,得到了5 MPa下质量流率范围为200～400 kg/(m2·s),热流密度范围为100～400 kW/m2工况下的传热规律。提出了以热质比r(热流密度与质量流率的比值)为判据来预测异常传热行为(传热强化和传热恶化相继发生):在r>0.5 kJ/kg工况下,传热出现异常行为;在r≤0.5 kJ/kg工况范围内,异常传热行为消失,换热系数沿程呈下降趋势。在此基础上,对典型传热工况进行了深入的机理分析。结果表明:二次环流涡心的偏移是传热异常的主要原因,环流涡心向管壁偏移可使边界层减薄从而强化传热,环流涡心向轴线偏移则使边界层增厚、发生"湍流层流化",从而恶化传热;湍动能的增大是换热系数增大、换热进入恢复区的主要原因,随着二次环流减弱换热进入正常传热阶段。

• 单位
  辽宁石油化工大学; 建筑工程学院; 中国石油大学（华东）; 辽宁科技学院