■■■■■■■■■■收稿日期：２０２２－１２－０３。作者简介：郭志芳，女，１９９３年毕业于大连理工大学化工设备与机械专业，学士，主要从事海洋及陆地油气开采工程、石油化工、炼化工程的成套设备的总体工艺和机械设计工作，高级工程师，现任中国海油海洋石油工程股份有限公司机械首席工程师。Ｅｍａｉｌ：ｇｕｏｚｆ＠ｃｏｏｅｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。基金项目：国家发改委科研课题———陵水半潜式生产平台研究专项，项目资助（Ｅ－０８２０Ｊ０１０）。基于超临界天然气的ＰＣＨＥ流动传热特性数值模拟郭志芳１，张晓慧２，李方遒２，于真真１，密晓光２（１．海洋石油工程股份有限公司，天津３００４５１；２．中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心，北京１０００２８）摘要：印刷电路板式热交换器（ＰＣＨＥ）是一种基于化学蚀刻和扩散连接的微通道热交换器。ＰＣＨＥ应用于国内海洋石油平台时，常出现换热介质为超临界天然气的情况。为了探究不同介质流速、不同介质组分、不同板片结构对换热器流动传热特性的影响，采用ＦＬＵＥＮＴ软件对天然气超临界流体物性、流动传热特征参数进行了系统分析。计算结果表明：流速对换热器的流动传热特性影响最为显著，其对流换热系数随流速升高呈线性升高趋势；通道直径为影响换热器流动传热特性的第二大因素；不同介质组分、不同板片厚度和不同通道间距对换热介质的范宁摩擦因子和平均表面对流换热系数影响可忽略不计。该研究成果可为未来ＰＣＨＥ工艺设计提供理论指导。关键词：印刷电路板式热交换器ＰＣＨＥ超临界天然气数值模拟换热器ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８８０５．２０２３．０２．００２ＰＣＨＥ是基于化学蚀刻和扩散连接的微通道热交换器【１－８】，具有结构紧凑，高效，适用于高压、高低温等苛刻条件的特点，已成为海洋油气领域的首选热交换器【９－１２】。目前国内对ＰＣＨＥ的研究主要集中在超临界ＣＯ２和核电领域【１３－１５】，缺乏对超临界天然气系统的流动传热特性研究，在换热器工艺设计中只能凭经验值选取合适的流速，确定天然气流道结构尺寸，缺乏设计依据。为此，采用ＦＬＵＥＮＴ有限元软件，建立ＰＣＨＥ流动传热计算有限元模型，评估不同影响因素下换热芯体的流动传热特性。１计算模型与验证１．１验证模型以国内某海洋平台在用ＰＣＨＥ（以下简称工程样机）作为验证模型，对不同的湍流模型、网格数量等影响因素进行验证计算，以确定后续计...
