1、超臨界鍋爐和超臨界水冷堆系統(tǒng)分別是目前和未來清潔能源高效利用的發(fā)展熱點，兩者設(shè)備都是利用超臨界壓力水在做功過程中具有較高熱效率的特點，因此，研究超臨界壓力下流體的傳熱和流動特性對超臨界水的利用有重要的現(xiàn)實意義。
　　由于超臨界水的壓力較高，加熱條件較為復雜以及實驗測試技術(shù)的局限使試驗研究的過程中不能觀察到流道內(nèi)流體的流動狀態(tài)，從而不能更進一步觀察圓管內(nèi)超臨界水的流動現(xiàn)象以及其對傳熱的影響。近年來由于計算機技術(shù)和計算流體力學的不斷發(fā)

2、展，使計算機數(shù)值模擬超臨界壓力下流體的流動過程成為可能性，使之成為研究超臨界流體的流動和傳熱特性的有效手段。
　　本文利用計算流體力學軟件CFX，對26MPa下超臨界水在不同放置方式圓管中流動和傳熱過程進行數(shù)值模擬研究。通過對模擬結(jié)果和前人實驗結(jié)果的分析，驗證了本論文使用的物理模型和數(shù)值方法的合理性。同時分別對圓管傾斜、豎直和水平放置時，熱負荷和質(zhì)量流速對管內(nèi)超臨界水的流動和傳熱狀態(tài)進行分析。
　　數(shù)值模擬計算結(jié)果表明:利用

3、計算流體力學軟件CFX中，RNG k-ε模型，全浮力模型以及水和水蒸氣IAPWS-IF97公式能準確的預測超臨界水在圓管中流動和傳熱過程。其中，半周加熱傾斜上升管中出現(xiàn)流體分層現(xiàn)象，壁面溫度分布不均勻，在截面內(nèi)形成一個二次流渦，增大流體的交混作用，全周加熱傾斜管中，二次流相對強度較大，但主流溫度跨過擬臨界溫度后減弱較快;豎直管中上升流動和下降流動中熱負荷和質(zhì)量流速對傳熱系數(shù)的影響相似，而豎直上升流動相對下降流動更不利于換熱，出現(xiàn)傳熱惡化