Supercritical CO2 heat transfer enhancement in large diameter horizontal tubes by internal fins
Notice bibliographique
Résumé
CO2 is a natural refrigerant with low global warmingpotential, widely employed in refrigeration, heat pumps, and powergeneration cycles. The thermophysical properties of supercritical CO2(s-CO2) near the pseudo-critical point exhibit significant variationwith temperature. In horizontally heated tubes, buoyancy force withinthe gravitational field causes the hotter, gas-like s-CO2 to accumulatenear the top, while the cooler, liquid-like s-CO2 remains concentratedin the center and lower regions. This non-uniform temperaturedistribution reduces heat transfer coefficients along both the axialand circumferential directions, particularly at the top of the tube.To mitigate this issue, this study investigates the incorporation ofeight thin internal fins within a horizontally oriented, large-diametersteel tube to enhance heat transfer performance in a high buoyancyforce (i.e., Richardson number > 0.1). A numerical investigationis performed for a 3D horizontal tube with an inner diameter of22.14 mm, subjected to a high heat flux boundary condition. Thenumerical results are validated against experimental data for a smoothhorizontal tube, demonstrating good agreement with a maximumtemperature error of less than 5%. The fins facilitate heat transfertowards the cooler regions of the s-CO2, significantly modify flowcirculation, and promote mixing, thereby improving heat transferefficiency. The results reveal that the internally finned tube achievesthe same heat transfer rate using 5.7% less tube solid mass andreduces the maximum temperature at the end of the heated section by50.8%. These findings underscore the potential of internally finnedhorizontal tubes to enable more cost-effective and efficient heatexchanger designs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,032 | 0,008 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».