Numerical modeling and performance analysis of printed circuit heat exchanger for very high-temperature reactors
超高温反应器（VHTR）在高温（1173-1223K）下运行，需要中间热交换器将热能转移到制氢厂或电力转换系统。用于这些应用的一种有前途的板式紧凑型热交换器是印刷电路热交换器（PCHE）。本研究的目的是使用Fluent™计算流体动力学软件对以氦为工作流体的617合金PCHE堆芯进行数值模拟。PCHE的尺寸和运行条件是俄亥俄州立大学正在建设的高温氦气测试设施的尺寸和操作条件。所考虑的试验条件基于试验设施的标称设计条件：工作压力高达3 MPa，质量流量为10至80 kg/h，热侧和冷侧入口温度分别为1173和813 K。这些操作条件对应于正在制造和建模的PCHE的流体通道内的层流和层流到湍流的过渡流。整体传热系数在563-1697 W/m2K之间。实现的最大有效性为85%。发现该PCHE的最大压降约为操作压力的1.5%。热交换器的热负荷范围为4.45至28.73 kW。半圆形通道的临界雷诺数约为2800，而圆形通道为2300。对层流运行条件进行的CFD模拟与使用已公布的相关性和经验数据进行的预测非常一致。已发表的文献中推荐的相关性并不能准确预测低雷诺数层流到湍流过渡情况下进行的CFD模拟。
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Figley JT. Numerical modeling and performance analysis of printed circuit heat exchanger for very high-temperature reactors (Doctoral dissertation, The Ohio State University).
