1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 课题研究目的及意义

近年来，随着新船能效设计指数 (eedi)的实施，船舶污染问题成为了社会密切关注的话题，通过超临界二氧化碳（sco₂）布雷顿循环对船舶主机余热进行回收利用是船舶节能减排的重要途径。sco₂布雷顿循环由于其在高温下热效率高、简单、紧凑，相比于当前大规模使用蒸汽动力循环，其被普遍认为在未来核电技术领域有良好的应用前景^[1]。sco₂的临界压力适中、稳定性好、偏惰性、无毒、储量丰富、成本低，并且对其热物理性质已有足够认识，因此被认为是布雷顿循环最佳运行工质^[2]。sco₂工质的最大优势在于节省压缩功耗，相比于氦气等理想气体工质，sco ₂循环气体涡轮机械重量约为原来的五分之一，因此可在中等温度下实现较高的效率的同时使压缩机设计简化、换热器和透平结构紧凑^[3]。

换热器是sco₂布雷顿循环中体积最大的设备^[1]。但船舶上的工程设备因空间有限，往往需要采用尺寸小、重量轻、传热效率高的紧凑式换热器。考虑到该系统属于高温热流运行工况，需要非常大的换热面积来传递热量，常规的管壳式换热器换热效率低，体积大而不能适用。因此，有必要研发高效紧凑式换热器。由英国heatric公司生产的印刷电路板式换热器(pche)是一种传热性能优良的紧凑式换热器^[4]。采用光电化学蚀刻及扩散粘结技术，可使pche流道的水力直径控制在lmm左右并具备良好的高压承受能力，如图1所示。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 课题研究内容及目标

1. 拟定以直流道和波浪形流道的pche为研究对象，选定pche微通道结构参数范围、压力和温度等工作参数范围，选择合适的换热和压降设计关系式。

2. 通过matlab软件建立pche的分段法仿真模型，研究工质沿流动方向上的物性变化、流动特性及对pche整体热工水力性能的影响。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] dong eok kim, et al. numericalinvestigation on thermal–hydraulic performance of new printed circuit heatexchanger model[j]. nuclearengineering and design, 2008,238 (12):3269-3276.

[2] dostal, v. a supercritical carbon dioxidecycle for next generation nuclear reactors[d], massachusettes: massachusettsinstitute of technology, 2004..

[3] y. kato, t. nitawaki, y. muto. medium temperature carbon dioxide gasturbine reactor[j], nuclear engineering and design, 2004, 230: 195-207