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| 編輯推薦： |
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清华大学优秀博士学位论文丛书（以下简称优博丛书）精选自2014年以来入选的清华大学校级优秀博士学位论文（Top 5%）。每篇论文经作者进一步修改、充实并增加导师序言后，以专著形式呈现在读者面前。优博丛书选题范围涉及自然科学和人文社会科学各主要领域，覆盖清华大学开设的全部一级学科，代表了清华大学各学科*秀的博士学位论文的水平，反映了相关领域*的科研进展，具有较强的前沿性、系统性和可读性，是广大博硕士研究生开题及撰写学位论文的必备参考，也是科研人员快速和系统了解某一细分领域发展概况、*进展以及创新思路的有效途径。
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| 內容簡介： |
本书来自作者的博士学位论文，涉及全周半周加热光管内螺纹管中超临界流体的对流换热研究，包括浮升力的影响规律、超临界流体强制对流换热机理和内螺纹管改善混合对流换热的机理；此外，还讨论了强物性变化、湍流强化装置和周向加热条件之间的作用关系，提出了传热恶化和对流换热的预测方法。
本书适合高校及研究院所工程热物理、能源动力工程等专业的师生阅读参考。
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| 目錄：
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目录
第1章引言
1.1课题背景
1.1.1超（超）临界锅炉
1.1.2超临界流体的特点
1.2光管中超临界流体对流换热的研究综述
1.2.1超临界流体对流换热的特点和机理
1.2.2超临界流体对流换热的预测方法
1.2.3半周加热光管中超临界流体的对流换热
1.3内螺纹管中超临界流体对流换热的研究综述
1.3.1全周加热内螺纹管中超临界流体的对流换热
1.3.2半周加热内螺纹管中超临界流体的对流换热
1.4超临界流体对流换热的数值模拟
1.5论文的研究方法和内容
1.5.1研究目标和方法
1.5.2研究内容
第2章不同周向加热条件下光管的传热特性分析
2.1全周加热垂直上升光管中超临界水传热恶化判据的
分析和优化
2.1.1已有判据的比较和分析
2.1.2新判据的提出和验证
2.2周向加热条件对光管传热特性的影响
2.2.1数值和物理模型
2.2.2模型敏感性分析及验证
2.2.3研究工况
2.2.4正常传热和传热强化
2.2.5传热恶化
2.2.6浮升力影响机制分析
2.3本章小结
第3章全周加热条件下内螺纹管的传热特性研究
3.1内螺纹管中超临界CO2对流换热的实验研究方案
3.1.1实验工质的选择
3.1.2实验系统及实验段介绍
3.1.3实验参数的测量
3.1.4实验操作步骤
3.1.5实验参数处理及不确定度分析
3.2内螺纹管中超临界CO2对流换热实验结果及讨论
3.2.1Bo3.2.210-53.2.3Bo10-4
3.2.4内螺纹管半经验换热关联式
3.3内螺纹管中超临界流体对流换热的数值模拟
3.3.1数值和物理模型
3.3.2超临界CO2
3.3.3超临界水
3.3.4肋结构对换热的影响研究
3.4本章小结
第4章内螺纹管中超临界流体对流换热的机理分析
4.1内螺纹管强制对流换热的机理分析
4.2内螺纹管强化混合对流换热的机理分析
4.3物性变化对内螺纹管换热特性的影响分析
4.4本章小结第5章结论
5.1本文主要结论
5.2本文主要创新点
5.3未来工作展望
参考文献在读期间发表的学术论文与获得的研究成果
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| 內容試閱：
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导师序言超临界流体流动和传热是以热力学、传热学、流体力学为基础，以超临界压力流体的流动过程与传热为对象的一门科学。20世纪50年代起，锅炉大容量化和超临界化的需求催生了对超临界流体流动和传热过程的研究。到目前为止，对超临界流体流动和传热过程的研究主要集中在电站热能动力系统、核反应堆、航空航天、空调与供热、新能源工程等领域。李舟航的博士论文以全周半周加热光管内螺纹管中的超临界压力流体为研究对象，对超临界压力流体在光管和内螺纹管中的传热异常现象进行了系统研究，深入分析了浮升力的影响规律以及超临界流体强制对流换热和内螺纹管改善混合对流换热的机理，阐述了强物性变化、湍流强化装置和周向加热条件之间的作用关系，并总结了经验性的传热恶化和对流换热预测方法。李舟航的创新性工作包括：1. 全周加热光管中浮升力是管内上升流动引起局部传热恶化的主要原因，质量流速G和管径d与超临界水发生传热恶化的界限热流密度呈非线性关系，引入工质对单位壁面的冷却能力Gd，提出了适用范围更广、精度更高的全周加热光管内超临界水传热恶化的新判据：qd0.36G[]d-1.11.21 。2. 发现了内螺纹管肋结构改变对浮升力变化的影响规律：在上升流动中，随着无量纲肋几何因子[]90e[]die[]s的增加，浮升力对换热的削弱逐渐消失，对换热的强化作用趋于一致；在下降流动中，[]90e[]die[]s增大时，浮升力对换热的强化作用基本不变。3. 揭示了强制对流换热过程中周向加热条件和湍流强化装置（内螺纹）的无关性，提出了定压比热的径向积分效果在超临界流体强制对流换热中的主导作用。4. 流场边界层内对数区初段（y 30~100）的湍流强度对超临界流体的整体换热特性至关重要。该区域起到了桥梁的作用，实现了近壁面热流体和主流冷流体之间的动量、能量传递，浮升力正是通过使近壁面流体加速、减小径向湍流切应力进而削弱该区域中的湍流强度来恶化上升流动的换热。浮升力对换热的影响是一种局部（当地）效应，半周加热时由于管壁内热量沿周向的均流作用，浮升力的影响被削弱，传热恶化只有在更高的热流密度下才会出现。内螺纹管也是通过增强对数区初段的湍流强度来改善混合对流换热的，该区域内湍流的强化是通过螺旋内肋引起的近壁面强螺旋流动或横肋管肋后的漩涡和回流来实现的。李舟航的博士论文指出了改善混合对流换热和强化强制对流换热的有效途径，对超临界超超临界锅炉水冷壁、反应堆等超临界设备中换热器的设计和优化是有指导意义的。相信本文对动力工程及工程热物理、反应堆工程及其他相关专业的研究工作者加深对超临界压力流体传热的理解也是大有裨益的。
〖〗清华大学能源与动力工程系〖〗2017年7月于北京
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