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工程热物理所超临界流体湍流传热特性研究获进展

超临界流体在工业中具有广泛的应用，比如超临界水冷反应堆、超临界CO2布雷顿循环、超临界压缩空气储能等。超临界流体具有独特的物性规律：当温度低于拟临界温度时类似于液体，当温度高于拟临界温度时类似于气体，而在拟临界点附近其物性会发生剧烈的变化。该特性使得超临界流体具有“传热恶化”、“传热强化”等特殊的传热规律，对系统的性能具有重要影响，因此超临界流体的传热特性一直被研究者所重视。 中国科学院工程热物理研究所储能研发中心对定壁温条件下超临界流体竖直圆管内向上湍流流动的传热特性开展了研究。该研究采用数值模拟方法，在圆柱型坐标系下使用SST k-ω湍流模型。研究结果表明（见图1），超临界流体在加热段内可以分成3个阶段——进口段、跨临界段和过临界段。热流密度在进口段迅速下降；在跨临界段下降，同时伴随振荡现象；在过临界段继续下降，但是振荡现象消失。热流密度振荡发生条件为：壁面温度高于拟临界温度，而主流温度低于拟临界温度。热流密度振荡是由......阅读全文