扭曲椭圆管内超临界CO2冷却换热的数值模拟

为了提高CO2热泵的传热性能，基于Fluent的数值模拟方法研究了不同质量流量下，扭距为100 mm及无扭曲状态下的水平椭圆管管内超临界CO2冷却换热特性及二次流的变化规律，并针对竖直椭圆管引入局部换热系数和压降，研究了长短轴比b/a及扭距对扭曲管换热性能的影响。结果表明，低质量流量下扭曲椭圆管内浮升力明显大于椭圆管扭曲结构所产生的浮升力,对于低质量流量G<200 kg/(m2·s2)下的超临界CO2流体，椭圆管具有更大强度的浮升力所造成的二次流，强化传热更明显；对于高质量流量G>200 kg/(m2·s2)下的超临界CO2流体时，扭曲椭圆管具有更大强度自身结构所产生的周期性二次流来强化传热；管内的传热系数及压降随着扭曲程度及压扁程度的增大而增大。为扭曲椭圆管在CO2热泵中的应用提供了重要的理论与数据支持