低温发电用翅片管散热器传热特性的数值模拟分析
为了深入研究低温余热发电系统用翅片管散热器的传热特性,文中建立了翅片管散热器计算模型,对工质R123在翅片管散热器内的传热性能进行数值模拟,比较管内工质R123在不同流速与温度时的换热特性,利用最小二乘法原理,对烟气侧和工质侧的换热关联式进行了拟合,得到了二者的换热准则方程,此外,利用实验方法对模拟结果进行验证.
沸点工质的有机朗肯循环(Organic Ran-kine Cycle,ORC)是一种有效的低温余热回收技术。然而由于余热温度低、低沸点工质传热性能一般都比水差,这使得高效的换热设备成为ORC系统研发中的关键因素。翅片管式散热器具有结构紧凑、传热效率高特点,很适合应用于低温余热发电系统中。因此,深入研究翅片管散热器的流动传热特性对提高ORC系统的整体性能具有重要意义。国内外学者从理论方面和实验方面对翅片管式散热器都做过一些研究。由于数值模拟方法相较于实验方法,具有模拟能力强、经济性好、周期短等优点,因而成为近年来研究散热器传热特性的热点,但绝大部分对翅片管的数值模拟研究只考虑翅片管外侧的换热情况,简单地将翅片管内壁面设定成恒壁温或恒热流,未考虑管内工质换热对翅片管散热器整体换热性能的影响。文献通过比较几种低沸点有机工质的热力性能发现,当工质流量或吸热量相同时,R123的循环热效率最高,输出功率最大,是ORC系统工质的较好选择。