Page 132 - 现代电子技术及应用研究

Research on Modern Electronic Technology and Application
现代电子技术及应用研究

差在 2% 以内，因此证明了一维模型的实用性。同时，用一维方法模拟了 PCHE

在设计和非设计工况下的热工水力性能，通过模拟产生的性能图，可以可视化操
作条件对换热器传热性能和压降的影响。瞬态运行条件下的动态模拟表明，由
系统中密度的快速降低和压力的增加引起的工作流体的热膨胀是一个亟待解决的

问题。
Huang 等根据对 PCHE 数值模拟的结果，做出了 PCHE 流动传热特性的分类
和总结。提出了一些现阶段存在的问题，如数值模拟中的边界条件、实验中的低
雷诺数流动、仅以超临界二氧化碳或氦为工作流体的单相流动等。并提出了适当

的建议，如考虑 LNG 和混合制冷剂多组分的复杂流动和传热特性及其相互关系；
PCHE 的设计和优化；晃动对 PCHE 中流体流动和传热性能的影响等。
宋丹等对 S 形翅片 PCHE 进行了研究，针对改进的错列 S 形翅片，以超临
界 LNG 为工质，对 PCHE 进行了数值模拟，并重点分析了拟临界工况附近的传

热及流动特性。结果表明，错列 S 形翅片压降较低，同时兼具较好的传热性能，
优于传统 PCHE；在中间介质气化器内，LNG 压力的升高带来了更高的出口温
度；入口段温度梯度变化最为明显，且这一现象随着入口压力的增大将更加明显；
LNG 在压力接近拟临界点处时会呈现传热异常的现象，这是因为在拟临界点附

近物性剧烈变化的原因所导致的。
徐婷婷等根据分段设计的思想，建立了 PCHE 模型，将计算结果与实验进行
对比，其冷热负荷、热侧换热面积、热侧流量、冷流体入口温度误差分别为：2.700%，
0.330%，0.683%，2.219%，0.634%，此结果证明了分段设计计算方法的准确性。

同时对不同水力直径、热侧进口温度及壁厚的 PCHE 进行了热工水力性能分析，
计算结果表明，沿流动方向，工质的传热系数、密度、雷诺数等都逐渐升高；
PCHE 的水力直径对换热能力影响较大，与总传热系数及压降呈反比；壁厚与总
传热系数成反比；热工质入口温度越高，总传热系数及压降越小。在特定条件下，

热侧入口温度的增加会导致换热系数的增加及压降的减少。

Lao 等对含熔盐和 SCO 2 的印刷电路板式换热器进行了数值模拟。由于 SCO 2
可以通过大密度差的强浮力沿通道壁面推进，从而增强了基于自然对流的换热。
进口区域自然对流沿流向减弱，理查森数减小，热边界层变厚，SCO 2 的局部换

热系数显著减小。在出口区域，湍流动能逐渐增大，换热系数逐渐增大，湍流换
热增强。与进口温度较低的跨临界 CO 2 相比，理查森数越小，SCO 2 入口附近的

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