半周加热内螺纹管中超临界水传热特性的数值模拟及机理分析

为了研究700℃高效超超临界锅炉和超超临界循环流化床锅炉水冷壁管中工质水的流动传热规律和机理,采用SST κ-ω湍流模型模拟了大比热容区内半周加热条件下长度为2 m、水力直径为19 mm的垂直上升四头内螺纹管中超临界水的流动传热特性.结果 表明:半周加热奈件下内螺纹管内壁温度和热流密度呈现类似抛物线分布,在内壁热流密度变化不大的局部区域(圆周角φ=0°～90°),内壁温度在肋底与背风侧交点处达到最大值,在肋顶与迎风侧交点处达到最小值,内壁热流密度的变化趋势与之相反,这是由内螺纹肋的旋流作用造成的,内壁热流密度的周向分布不是影响超临界水传热特性的唯一因素;超临界水发生传热强化现象主要是由于其在边界层内的比热容份额较大导致的,而与湍动能的大小无关.