Xiang, Feng;Tao, Zhou;Jialei, Zhang;Boya, Zhang;Dongliang, Ma
Nuclear Engineering and Technology
/
v.52
no.7
/
pp.1409-1416
/
2020
The study of heat transfer coefficient of supercritical water plays an important role in improving the heat transfer efficiency of the reactor. Taking the supercritical natural circulation experimental bench as the research object, the effects of power, flow, pipe diameter and mainstream temperature on the heat transfer coefficient of supercritical water were studied. At the same time, the experimental data of Chen Yuzhou's supercritical water heat transfer coefficient was collected. Through the factorial design method, the influence of different factors and their interactions on the heat transfer coefficient of supercritical water is analyzed. Through the corresponding analysis method, the influencing factors of different levels of heat transfer coefficient are analyzed. It can be found: Except for the effects of flow rate, power, power-temperature and temperature, the influence of other factors on the natural circulation heat transfer coefficient of supercritical water is negligible. When the heat transfer coefficient is low, it is mainly affected by the pipe diameter. As the heat transfer coefficient is further increased, it is mainly affected by temperature and power. When the heat transfer coefficient is at a large level, the influence of the flow rate is the largest at this time.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
/
v.15
no.4
/
pp.274-286
/
2003
Numerical simulations are performed to investigate the turbulent convective heat transfer of the supercritical carbon dioxide flows in vertical and horizontal square ducts. The gas cooling process at the supercritical state experiences a sudden change in thermodynamic and transport properties. This results in the extraordinary variations of the heat transfer coefficients in the supercritical state, which are much different from those of single or two phase flows. Algebraic second moment closure which can include the effects of large thermophysical property variations of carbon dioxide and of buoyancy is employed to model the Reynolds stresses and turbulent heat fluxes in the governing equations. The previous correlations for the turbulent heat transfer coefficient for the supercritical carbon dioxide flows couldn't reflect the buoyancy effect. The present results are used to establish a new heat transfer coefficient correlation including the effects of large thermophysical property variation and buoyancy on in-duct cooling process of supercritical carbon dioxide.
In order to better perform thermal hydraulic calculation and analysis of supercritical water reactor, based on the experimental data of supercritical water, the model training and predictive analysis of the heat transfer coefficient of supercritical water were carried out by using the support vector machine (SVM) algorithm. The changes in the prediction accuracy of the supercritical water heat transfer coefficient are analyzed by the changes of the regularization penalty parameter C, the slack variable epsilon and the Gaussian kernel function parameter gamma. The predicted value of the SVM model obtained after parameter optimization and the actual experimental test data are analyzed for data verification. The research results show that: the normalization of the data has a great influence on the prediction results. The slack variable has a relatively small influence on the accuracy change range of the predicted heat transfer coefficient. The change of gamma has the greatest impact on the accuracy of the heat transfer coefficient. Compared with the calculation results of traditional empirical formula methods, the trained algorithm model using SVM has smaller average error and standard deviations. Using the SVM trained algorithm model, the heat transfer coefficient of supercritical water can be effectively predicted and analyzed.
Heat transfer experiments at a vertical annulus passage were carried out in the SPHINX(Supercritical Pressure Heat Transfer Investigation for NeXt Generation) to investigate the heat transfer behaviors of supercritical $CO_2$. The collected test data are to be used for the reactor core design of the SCWR (SuperCritical Water-cooled Reactor). The mass flux was in the range of 400${\sim}$1200 kg/$m^2$s and the heat flux was chosen up to 150 kW/$m^2$. The selected pressures were 7.75 and 8.12 MPa. The heat transfer data were analyzed and compared with the previous tube test data. The test results showed that the heat transfer characteristics were similar to those of the tube in case of a normal heat transfer mode and degree of heat transfer deterioration became smaller than that in the tube. Comparison of the experimental heat transfer coefficients with the predicted ones by the existing correlations showed that there was not a distinct difference between the correlations.
Turbulent flow and heat transfer to water at supercritical pressure flowing in vertical pipes is investigated using direct numerical simulation (DNS). A conservative space-time discretization scheme for variable-density flows at low Mach numbers is adopted in the present study to treat steep variations of fluid properties at supercritical pressure just above the thermodynamic critical point. The fluid properties at these conditions are obtained using PROPATH and used in the form of tables in the simulations. The buoyancy influence induced by strong variation of density across the pseudo-critical temperature proved to play an important role in turbulent flow and heat transfer at supercritical state. Depending on the degree of buoyancy influence, turbulent heat transfer may be enhanced or significantly deteriorated, resulting in local hot spots along the heated surface.
Kim, Hwan-Yeol;Kim, Hyung-Rae;Kang, Deog-Ji;Song, Jin-Ho;Bae, Yoon-Yeong
Nuclear Engineering and Technology
/
v.40
no.2
/
pp.155-162
/
2008
Heat transfer experiments in an annulus passage were performed using SPHINX(Supercritical Pressure Heat Transfer Investigation for NeXt Generation), which was constructed at KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute), to investigate the heat transfer behaviors of supercritical $CO_{2}$. $CO_{2}$ was selected as the working fluid to utilize its low critical pressure and temperature when compared with water. The mass flux was in the range of 400 to 1200 $kg/m^{2}s$ and the heat flux was chosen at rates up to 150 $kW/m^{2}$. The selected pressures were 7.75 and 8.12 MPa. At lower mass fluxes, heat transfer deterioration occurs if the heat flux increases beyond a certain value. Comparison with the tube test results showed that the degree of heat transfer deterioration in the heat flux was smaller than that in the tube. In addition, the Nusselt number correlation for a normal heat transfer mode is presented.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
/
v.28
no.11
/
pp.1302-1314
/
2004
Turbulent heat transfer to $CO_2$ at supercritical pressure flowing in vertical tubes is investigated using direct numerical simulation (DNS). A conservative space-time discretization scheme for variable-density flows at low Mach numbers is adopted in the present study to treat steep variations of fluid properties at supercritical pressure just above the thermodynamic critical point. The fluid properties at these conditions are obtained using PROPATH and used in the form of tables in the simulations. The buoyancy influence induced by strong variation of density across the pseudo-critical temperature proved to play a major role in turbulent heat transfer at supercritical state. Depending on the degree of buoyancy influence, turbulent heat transfer may be enhanced or significantly deteriorated, resulting in local hot spots along the heated surface. Based on the results of the present DNS combined with theoretical considerations, the physical mechanism of this local heat transfer deterioration is elucidated.
Sarkar, Milan Krishna Singha;Basu, Dipankar Narayan
Nuclear Engineering and Technology
/
v.49
no.1
/
pp.103-112
/
2017
Application of the supercritical condition in reactor core cooling needs to be properly justified based on the extreme level of parameters involved. Therefore, a numerical study is presented to compare the thermalhydraulic performance of supercritical and single-phase natural circulation loops under low-to-intermediate power levels. Carbon dioxide and water are selected as respective working fluids, operating under an identical set of conditions. Accordingly, a three-dimensional computational model was developed, and solved with an appropriate turbulence model and equations of state. Large asymmetry in velocity and temperature profiles was observed in a single cross section due to local buoyancy effect, which is more prominent for supercritical fluids. Mass flow rate in a supercritical loop increases with power until a maximum is reached, which subsequently corresponds to a rapid deterioration in heat transfer coefficient. That can be identified as the limit of operation for such loops to avoid a high temperature, and therefore, the use of a supercritical loop is suggested only until the appearance of such maxima. Flow-induced heat transfer deterioration can be delayed by increasing system pressure or lowering sink temperature. Bulk temperature level throughout the loop with water as working fluid is higher than supercritical carbon dioxide. This is until the heat transfer deterioration, and hence the use of a single-phase loop is prescribed beyond that limit.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
/
v.16
no.5
/
pp.414-420
/
2004
The heat transfer and pressure drop characteristics associated with the gas cooling of the supercritical carbon dioxide in a horizontal tube have been investigated experimentally. This problem is of particular interest in the design of a gas cooler of cooling systems using $CO_2$refrigerant. The test section is consisted of 6 series of 455 mm in length, 4.15 mm ID copper tube, respectively. The effects of the inlet temperature, pressure and mass flow rate on the heat transfer and pressure drop of $CO_2$in a horizontal tube is studied in detail. The heat transfer coefficient of $CO_2$is varied by temperature, inlet pressure, and mass flow rate of $CO_2$. This has maximum value at near the pseudocritical temperature. The pressure drop is changed by inlet pressure and mass flow rate of $CO_2$. The results have been compared with those of previous work. The heat transfer correlation at the supercritical gas cooling process is also suggested.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
/
v.15
no.9
/
pp.768-778
/
2003
Numerical analysis has been carried out to investigate laminar convective heat transfer in a tube for supercritical water near the thermodynamic critical point. Fluid flow and heat transfer are strongly coupled due to large variations of thermodynamic and transport properties such as density, specific heat, viscosity, and thermal conductivity near the critical point. Heat transfer characteristics in the developing region of the tube show transition behavior between liquid-like and gas-like phases with a peak in heat transfer coefficient distribution near the pseudocritical point. The peak of the heat transfer coefficient depends on pressure and wall heat flux rather than inlet temperature and Reynolds number, Results of the modeling provide convective heat transfer characteristics including velocity vectors, temperature, and the properties as well as the heat transfer coefficient. The effect of proximity to the critical point is considered and a heat transfer correlation is suggested for the peak of Nusselt number in the tube.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.