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湿氛围轮回微通道回热器内含湿工质勾当传热特征研讨停顿
发稿时候:2022-09-10         作者:图/文:陈俊霖 韩增孝 郭江峰          来历:传热传质研讨中间     【字号:

    湿氛围透平(HAT)轮回是新型进步前辈热力轮回最具代表性的研讨标的目的之一。回热器作为进步HAT轮回效力的关头部件之一,对轮回效力和本钱的影响最大。微通道布局回热器在品质、体积和换热机能等方面均表现出凸起的上风,展开兆瓦级HAT 轮回手艺的新型高效低阻松散衰落通道回热器换热机理研讨,是化石动力洁净高效可延续开辟操纵的主要构成局部,有助于完成碳达峰、碳中和的国度计谋方针。 

  综合国际外的研讨标明,微通道布局PCHE回热器中,带有翼型翅片的PCHE具备最优的勾当换热机能。研讨团队在原有翼型翅片的根本上加以改良,提出了综合机能更优的布局,是以将带有新型翼型翅片的PCHE利用于湿化燃机轮回回热器是一个很好的挑选。研讨职员接纳数值摹拟方式,展开了新型翼型流道、传统翼型流道和之字形流道综合勾当换热机能的比拟研讨,基于场协同道理对新型翼型流道的强化换热机理停止了阐发。研讨发明,新型翼型流道的火积耗散数和欧拉数比传统翼型流道小,具备更好的热工水力特征。基于尝试和数值摹拟功效,取得了新型翼型流道内含湿烟气勾当传热接洽关系式(见图1)。 

   1 新型翼型流道内含湿烟气勾当传热接洽关系式 

  湿工质中的含湿量明显影响微通道回热器的换热机能,为了阐发含湿量的定量影响,研讨职员构建了翼型-纵贯道新型耦合勾当换热单元三维数理模子,会商了含湿量、流量和温度等身分对耦合换热的影响纪律,对照了翼型布局与纵贯道、之字形布局的综合勾当换热机能。研讨标明,增添含湿量能够进步高压氛围的全体勾当换热特征;在等泵功的前提下,交织摆列的翼型翅片比拟拟于纵贯道和之字形通道具备最好的热工水力特征。基于干工质经历接洽关系式,引入含湿量强化换热因子,成立了低温含湿烟气和高压湿氛围勾当换热特征与含湿量的定量接洽关系式,定量描写了含湿量对传热和压降特征的影响纪律(见图2)。 

   2 高压湿氛围勾当换热特征与含湿量的定量接洽关系式 

  以上接洽关系式的取得,为湿化燃机回热器的机能展望模子成立奠基了根本,为终究湿化燃机轮回机能全体阐发及优化供给了主要的手艺撑持。 

  本研讨获得两机严重专项根本研讨(2017-I-0009-0010)撑持。相干研讨功效已在Applied Thermal Engineering期刊上颁发(APPL THERM ENG 188 (2021) 116620 & 192 (2021) 116939)。 

 
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