重力对超临界甲烷绕管内冷凝换热影响

超临界流体在绕管式换热器中发生气液相变时重力影响显著,为研究超临界甲烷在绕管内冷却至液态过程中重力对其换热的影响,采用数值模拟方法对比分析有无重力下管内超临界甲烷的温度场、速度场及换热系数变化特性.结果表明:与无重力相比,在有重力作用时,浮升力的影响大于离心力,速度、温度以及密度分布不再呈水平对称分布,密度最大值由绕管内部偏移到内底部,温度和速度最大值由绕管外部偏移到外顶部.温度高于准临界点(6.4 MPa、202 K)时,重力使换热能力增强,无重力时换热系数在准临界点附近201 K达到最大值1 821.84 W/(m2·K),有重力时换热系数在202 K达到最大值1 924.24 W/(m2·K),增大5.66％.