印刷电路版式换热器内超临界甲烷的流动传热

为了研究印刷电路版式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)内流体的流动和换热特性,建立了以超临界甲烷为冷媒、水为热媒的逆流型PCHE数值模型,研究了质量流量、通道折转角和管径对PCHE内超临界甲烷热工水力性能的影响。随着质量流量的增大,冷热通道温差减小,对流传热系数增大;在二次流动的作用下,锯齿形通道内流体的传热性能明显优于直通道,尤其是在小管径下,强化效果更为显著,但伴随的阻力损失不可忽略。在此基础上,利用在不同运行工况和几何模型下得到的模拟结果,提出了用于预测超临界甲烷PCHE通道内流动和传热性能的努塞尔特数和范宁摩擦因子关联式。预测结果与模拟结果之间的偏差在±10%以内,均方根偏差分别为6.81%和7.95%,该方法可被用于天然气行业PCHE的性能预测。