文档介绍：第卷第期年月
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超临界水活塞效应传热现象的数值模拟"
毛宇飞郭烈锦
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西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安
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摘要在热力学临界点邻域流体的一些物性定压比热热膨胀系数和等温压缩率呈奇异性
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变化从而产生了一种奇异的传热现象活塞效应活塞效应是由超临界流体在临界点附近
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较高的热压缩率和较低的热扩散率引起的它不同于常规的导热对流和辐射种传热方式被
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认为是第四种传热机理文中对封闭容器内超临界水的活塞效应进行了数值分析结果表明不
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论是加热过程还是冷却过程由于活塞效应的作用系统趋于热平衡所需的时间大大减少活塞
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效应不仅存在于临界点附近!而且在远离临界点处仍然作用明显!流体温度越接近对应压力下的
拟临界温度活塞效应作用越强烈流体的定压比热与定容比热之比可以作为衡量不同参数时活
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塞效应强度的参数
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关键词超临界水活塞效应传热拟临界物性变化
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任何物质都有其固有的临界压力和临界温目前各国学者对超临界流体的活塞效应传热
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度在临界压力和临界温度以上物质处于一种现象已进行了一些研究*!,!&+ 但无论是实验研究还
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气液不分的状态一般将它统称为超临界流体超是数值分析通常仅限于一些临界压力和临界温度
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临界流体传热特性的研究具有十分重要的学术和实较低的气体并且研究范围集中在临界点附近而
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际价值首先超临界流体同时兼有气体和液体的对远离临界点的超临界流体的活塞效应传热特性并
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双重特性它粘度低密度大密度接近于液体没有进行深入研究超临界水广泛应用于现代工业
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粘度与气体相近具有良好的流动传热传质中但由于水的临界压力和临界温度较高至今还
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和溶解性能因此在工程实际中得到广泛的应用没有关于超临界水活塞效应传热现象的实验研究
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其次超临界流体传热是一个典型的变物性传热问数值分析也很少本文通过建立数学模型模拟了封
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题超临界压力下流体在拟临界点邻域剧烈的物闭容器内超临界水传热的活塞效应现象研究范围
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性变化使得分析这一问题非常困难从临界点附近拓展到更高压力下的拟临界点附近
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迄今为止国内外学者对超临界流体传热特性并给出一个可以衡量活塞效应强度的参数
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已进行了大量的实验研究和理论分析积累了很多
! 超临界流体的热物理性质
实验数据和资料其中绝大多数是关于超临界流体!
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管内对流换热问题的研究近十几年来一些学者超临界流体传热特性与其热物理性质有着密切
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在研究封闭容器内超临界流体传热特性时发现了一的联系对于不同的传热问题各物性所起的作用
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种新的传热现象活塞效应它不同于常规也不一样例如对于管内对流换热问题流体比
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的导热对流和辐射种传热方式因此备受关热密度粘性系数和导热系数的变化对传热过程
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注逐渐成为研究的热点影响较大对于封闭