Performance of Supercritical CO2 Power Cycle and Its Turbomachinery with the Printed Circuit Heat Exchanger with Straight and Zigzag Channels
由于印刷电路热交换器 (PCHE) 是超临界二氧化碳布雷顿循环的最大模块，因此它们可以极大地影响整个系统的性能和布局。直通道和锯齿形通道印刷电路热交换器经常在独立模式下进行分析，并反复提出用于 sCO2−BC。然而，尚未研究直通道和锯齿形通道配置的热交换器设计对循环及其部件（即涡轮机和压缩机）性能的影响。在此背景下，本研究评估了具有不同效率值 (ϵ)、入口雷诺数 (Re) 和通道配置（锯齿形和直通道）的不同热交换器设计对 sCO2−BC 及其整体性能的影响。成分。为了设计和分析 PCHE，我们在 MATLAB 环境中开发了内部 PCHE 设计和分析代码 (PCHE-DAC)。sCO2−BC 性能是利用内部循环模拟和分析代码 (CSAC) 进行评估的，该代码采用热交换器设计代码作为子程序。结果表明，具有直通道配置的 PCHE 中的压降比具有锯齿形通道配置的 PCHE 中的压降高出 3.0 倍。研究发现，具有直通道的 PCHE 中的较高压降可归因于这些设计所需的通道长度明显更长（比锯齿形通道高出 4.1 倍），而这些通道几何形状的传热特性较差。因此，使用具有直通道配置的 PCHE 的循环布局会给再压缩压缩机带来更高的负载（高达 1.13 倍），这反过来又导致涡轮机上的压力比更低。因此，使用具有直通道配置的 PCHE 的 sCO2−BC 的整体性能明显低于使用具有锯齿形通道配置的 PCHE 的布局。最后，优化结果表明，入口雷诺数和换热器效率分别为 32 k 至 42 k 和 0.94>ϵ>0.87 的换热器设计对于 sCO2−BC 是最佳的，并且在循环效率和布局之间呈现出良好的平衡。尺寸。
Saeed, M., Alawadi, K., & Kim, S. C. (2020). Performance of supercritical CO2 power cycle and its turbomachinery with the printed circuit heat exchanger with straight and zigzag channels. Energies, 14(1), 62.
