不同流道结构的印刷电路板烟气换热器性能对比研究

发布时间：2021-10-23 07:26

　　内燃机余热回收技术对节能减排具有重要意义,其中超临界二氧化碳（S-CO₂）动力循环系统因成本低、环境友好等优点,受到越来越多的关注。烟气换热器作为S-CO₂动力循环系统的关键部件,其换热性能直接影响循环整体效率。印刷电路板换热器具有换热效率高、结构紧凑的特点,但目前鲜有在内燃机余热回收上的应用。因此,本文开展印刷电路板烟气换热器的结构设计及优化工作。设计了3种S-CO₂侧流道结构的烟气换热器,并通过数值模拟,对比了不同流道结构对换热器内部流动及换热性能的影响。结果表明,镂空流道烟气换热器的单位质量换热量与Kv值远高于直角流道换热器和圆角流道换热器,说明镂空流道印刷电路板换热器可以更好地满足小型化、紧凑化的要求。 

【文章来源】：热力发电. 2020,49(10)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

印刷电路板换热器结构示意

换热器内芯结构如图2所示。换热板片按烟气板—二氧化碳板—烟气板……周期性排布，共计35个排布周期，最后用高温扩散焊的方式将各板片焊接到一起。设计换热器流道时，充分考虑了不同工质的物理性质和工作条件要求。烟气侧流道采用直流通道结构，原因是：烟气侧与发动机烟气管相连，对压降非常敏感，采用直流通道结构可以最大程度减少压力损失。二氧化碳侧流道则采用Z字形结构，因为超临界二氧化碳兼具类似液体的高密度以及类似气体的低黏度，在进行流道设计时应更侧重强化换热，故使用较复杂的流道结构。

本文二氧化碳侧流体在印刷电路板换热器通道中流动和传热过程的雷诺数Re范围为16 000～32 000，基于不可压缩的牛顿流体，印刷电路板换热器内部流体流动传热过程满足以下控制方程[15]。连续性方程

【参考文献】：
期刊论文
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[2]超临界二氧化碳在微细管内的换热特性[J]. 王珂,谢金,刘遵超,刘彤,马璐.  化工学报. 2014(S1)
[3]超临界CO2流体管内流动换热[J]. 尹从绪,吕静,要丽娟.  制冷与空调. 2004(06)



本文编号：3452750