在压力为10~28 MPa、质量流速为500~1 220 kg/(m2.s)、热负荷为140~400 kW/m2的工况范围内,在试验台上进行了直径38.1 mm、厚度7.5 mm垂直上升内螺纹管的传热特性研究.结果表明:在亚临界压力区,内螺纹管的旋流作用使内螺纹管具有明显的传热强化效果;随着压力的升高,特别是在近临界压力区,由于汽-液比体积的差值减小,内螺纹管的旋流作用降低,所以强化传热效果降低.在超临界压力区,管内流体属于单相流体,当管中心处工质温度与贴壁处工质温度均低于拟临界温度时,管中心工质与管内贴壁处工质之间的比体积相差很小,使得内螺纹管的旋流作用降低,管壁温度升高较快,传热恶化;当管中心工质温度低于拟临界温度、而贴壁处工质温度高于拟临界温度时,两处工质之间的比体积差增大,使得内螺纹管的旋流作用增强,传热强化,壁温降低.
通过对比不同结构尺寸的垂直上升内螺纹管在亚临界及超临界压力下的传热系数计算关联式,结果表明:传热系数随着质量流量的增大、压力及热负荷的减小而增大;换热系数峰值在两相沸腾区;在超临界压力区,由于水在拟临界附近变化剧烈,在拟临界焓值区传热系数有最大值。内螺纹管结构参数对传热特性的影响与无因次数N有密切关系。
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