超临界流体的传热弱化现象因超临界水冷堆的研发而受到广泛关注。目前对传热弱化现象的研究仍以宏观传热数据为基础,缺乏对传热弱化局部流动机理的认识。而计算流体力学(CFD)作为流动传热局部现象的重要研究手段,其在超临界流体传热弱化研究中的应用仍苦于没有适当的湍流模型。从以上两个基本问题出发,本课题采用宏观传热测量与局部可视化流场测量相结合的方法研究超临界氟利昂中的传热弱化,建立传热弱化的宏观传热与可视化流场实验数据库。基于实验数据,研究传热弱化所伴随的流场特征,归纳宏观传热弱化现象与局部流动现象之间的联系规律。以所得到的机理认识为基础,利用文献中的传热弱化直接模拟数据,开发能准确预测传热弱化现象的湍流模型;并利用所建立的实验数据库,从局部流场和宏观传热两个方面来验证并优化湍流模型。所提出的湍流模型将为CFD在超临界流体传热弱化研究中的应用夯实基础。
英文主题词Supercritical fluid;heat transfer deterioration;turbulence model development;experiment investigation;model validation