之字形PCHE

热通量提升

通过大管径小折弯角实现超临界CO2与热解煤油间更优的耦合传热，同时提升循环电功率

Zhou, Xingyu · 章思龙 · Yujie, Guo · 李欣 · Heyang, Wang · 鲍文

Applied Thermal Engineering 2024

具体参数

化学吸热率占比

{'zh': '65', 'en': '65'} %

最佳管径

{'zh': '2.4', 'en': '2.4'} mm

最佳折弯角

{'zh': '30', 'en': '30'} °

技术优势

化学吸热主导

深度热解下化学吸热率超过65%，有效利用燃料热沉，提升了换热能力。

颠覆常规设计

采用更大的管径和更小的折弯角反而获得最优换热性能，这与大多数研究结论相反。

同时提升发电功率

增大管径和减小折弯角还能增强煤油工质的热功转换能力，显著提高循环热电转换效率。

应用场景

• 高超声速飞行器热管理：利用煤油热解化学吸热为高超飞行器提供高效热沉，解决热障。
• 超临界CO2发电循环：作为回热或冷却器，强化超临界CO2与燃料的耦合传热，提升循环效率。
• 紧凑式换热器设计：提供非线性耦合传热下结构参数的优化方法，指导紧凑型PCHE设计。
• 航空发动机换热：提高航空煤油在换热器中的热功转换能力，改善发动机热管理。