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印刷回路热交换器中高温超临界CO2和氦的压降和换热实验研究( Experimental investigation of pressure drop and heat transfer in high temperature supercritical CO2 and helium in a printed-circuit heat exchanger )
A Katz SR Aakre MH Anderson D Ranjan
在乔治亚理工学院的高温（高达550°C)氦和超临界CO2试验设施中制造了符合ASME规范的热交换器。多层印制电路换热器(PCHE)由17块光化学蚀刻板扩散连接而成。压力损失和传热测量已经进行了锯齿形流道几何蚀刻到粘接垫片。这些测量以无量纲形式提出，以便于与文献中可用的热工水力关联进行比较。在相同的37°锯齿形通道中使用两种性质截然不同的流体为探索工质对PCHE性能的影响提供了一种独特的方法。测定了超临界CO2在雷诺数为500～18000之间，跨越层流、过渡和湍流三个流区的范宁摩擦系数和努塞尔数。对于雷诺数为400～3200的氦，在层流湍流和过渡湍流两种情况下，给出了相同的摩擦和传热性能指标。用两种不同的指数模型对超临界CO2和氦的摩擦数据进行了拟合，在试验条件范围内，与实测值的一致性在±10%以内。模型拟合的传热数据与实测值的一致性在试验条件范围的±15%以内。为了使数据的可重复性，详细讨论了用于确定与热工水力计算有关的尺寸的方法，并利用部件的高分辨率计算机层析成像验证了交换器工程图提供的尺寸。最后，对集箱的热工水力性能进行了详细的分析，目的是建立一个与其他设计相比较的基准性能。
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