水平管内超临界压力CO2流动与传热特性的数值研究的任务书.docx

水平管内超临界压力CO2流动与传热特性的数值研究的任务书
任务书
一、研究背景
近年来，CO2超临界流体在化工、能源领域的应用越来越广泛，受到了广泛关注。CO2具有低毒无污染、化学稳定性好、相对容易提纯等优点，因此它是一种非常重要的高效环保的溶剂。同时，CO2的超临界状态下的性质与普通气体和普通液体的性质都有很大不同，这使得超临界CO2有很好的变化和调节性。因此，使用超临界CO2进行传热和传质研究具有广阔的前景。
水平管是传热、传质研究中常用的设备之一，特别是在传热和传质分离领域应用广泛。然而，水平管内超临界压力CO2流动的数值研究目前还相对较少。因此，本研究将对水平管内超临界压力CO2流动与传热特性进行数值研究，旨在探究其基本特性，为相关领域的工程应用提供理论和实验基础。
二、研究内容及方法
（一）研究内容
1.确定水平管内超临界压力CO2流动的数值模型，并基于CFD方法进行模拟。
2.分析超临界压力CO2流动中的流场结构、速度场分布、壁面摩擦系数和热传系数等参数的变化规律。
3.探讨水平管内超临界压力CO2的传热特性，分析不同工况下传热效率的变化。
（二）研究方法
1.确定数值模型，基于CFD方法对水平管内超临界压力CO2流动进行模拟。
2.通过对模拟结果进行后处理，分析流场结构、速度场分布、壁面摩擦系数和热传系数等参数的变化规律。
3.以不同工况为实验条件，对超临界压力CO2进行传热实验，并与数值模拟结果进行比对。
三、研究目标
本研究旨在探讨水平管内超临界压力CO2流动与传热特性的规律和基本特性，刻画其流动行为和传热性能的相应规律，为相关领域的开展应用提供科学理论和实验依据。
四、研究意义
1.本研究可以为相关领域的工程应用提供理论依据和实验支持。
2.本研究可以为超临界流体的传热、传质特性研究提供新的思路和方法。
3.本研究对推进能源、化工等领域的发展和创新具有重要的意义和应用价值。
五、研究计划
（一）时间安排
本研究预计完成时间为12个月。
第1-2个月：文献调研、建立数值模型。
第3-8个月：基于CFD方法进行数值模拟，分析水平管内超临界压力CO2流动的流场结构、速度场分布、壁面摩擦系数和热传系数等参数的变化规律。
第9-10个月：结合实验结果，研究超临界压力CO2传热特性的规律和基本特性。
第11-12个月：撰写研究报告和论文，进行结果汇总和总结。
（二）资金安排
本研究所需资金预计为20万元，主要包括设备购置、人员工资、实验费用等。
六、研究团队
本研究团队由3名硕士研究生、1名博士生和1名指导教师组成。其中，硕士研究生主要负责文献调研和数值模拟；博士生主要负责实验和结果分析；指导教师主要负责研究设计和方向指导。整个研究团队将共同完成研究任务和工作。