错列正弦型微通道中超临界LNG流动与换热分析

为强化液化天然气在印刷电路板式换热器(PCHE)内的换热效能,提出周期性波动强化综合换热性能的错列正弦型微通道模型并采用数值模拟方法进行验证。得到了流体温度121—345 K范围内超临界LNG在错列正弦型微通道和直通道下,热流密度、质量流量及入口压力对传热系数和摩阻因子的影响规律。此外,结合场协同原理,提出评价局部综合换热性能的参数(场协同率)并对其变化规律进行分析。研究结果表明:传热系数沿流向先增大后减小,峰值出现在准临界点;热流密度和质量流量的增加有利于传热系数的提高,而入口压力对其值的影响与温度区间有关;正弦型通道和直通道的错列排布导致摩阻因子呈周期性下降趋势;采用场协同率与PEC值评估综合换热性能结果趋于一致,且呈周期性波动变化。