一、研究背景和意义
随着经济社会的快速发展，对能源的需求也是越来越大。在中国的能源结构中，煤炭占据了一个非常重要的地位，所以在中国主要是以火力发电厂的方式来发电。但这又引发了一些严峻的环境问题，传统火力发电厂在生成电力的同时不仅排出会引起温室效应的二氧化碳[1]，还会排出对人体和大气环境有害的NOx[2]、SOx、PM2.5、灰分和Hg[3]等一系列有害物。应对较为突出的环境问题主要有两种解决方式：(1)提高传统火力发电厂的发电效率 （2）先进的燃煤转化技术 。提高传统火力发电厂的发电效率的主要方式是通过提高水的温度和压力来实现，即采用超超临界，超超超临界发电机组。但发电效率始终会因为材料的原因而受到限制。在先进的燃煤转化技术中比较有代表性的是煤气化技术[4]。煤可在气化炉中转化为CO2和H2。在此过程中，某些有害物质的一部分以灰烬形式沉积在气化炉中。这样就在保证了发电效率的同时达到了较少排放的效果。但现在比较流行的煤气化炉（如移动床[5]（固定床），流化床和夹带床）都存在一定的问题。所以，有学者[6]提出了一种新型的超临界水中煤气化热力循环发电系统，它的主要原理是：利用超临界水中独特的化学和物理特性的优势将煤中的有机物转化为H2和CO2（也被形象的称为：“水煮煤”）， N、S、P、Hg和其他元素以无机盐形式沉积，以避免污染排放[7]。具有发电效率高，污染物排放零的明显优势。
这种新型发电系统是以超临界水和二氧化碳混合工质作为工作流体。在这种情况下，对超临界水和二氧化碳混合工质的传热系数的研究就显得极其重要，因为它关系到新系统中传热装置的热设计。就像超临界水的传热系数的研究之于传统火力发电系统的重要程度一样。然而，与对超临界水进行传热[8]的研究相比，对超临界混合物的传热受到的关注较少[9-10]。但是也有一些学者在这方面做出了一定的研究，他们发现：（1）当温度和压力高于H2O临界点时，以H2O为成分之一的超临界混合物具有与超临界纯流体相似的对流传热特性（2）为超临界水开发的相关性可以很好地预测这些混合物的强制对流传热系数。它们的发现为作者接下来的研究奠下了坚实的基础。
二、国内外研究现状
如前所述，现在直接关于在超临界压力下水和二氧化碳混合工质的传热系数的研究和实验关联式的文献较少。所以，本文主要是参考在超临界压力下关于水的、二氧化碳的实验关联式已知的文献，当然，主要是关于超临界水的。从这些文献中，作者获知了以下五个方面的内容：1.评价实验关联式优劣的方法。2.超临界压力区域内关于水的强迫对流传热的实验关联式。3.超临界压力水的传热恶化。4.超临界压力区域内对传热的参数效应。5.超临界水的浮力标准。
1.评价实验关联式优劣的方法
西安交通大学的Cuicui Wang[11]等人利用合理的实验数据和15个文献中已公开的实验关联式通过把预测值和实验值分成不同的工况显示在多张图表中的方法以及借助统计学的指标（平均误差，相对误差绝对值的平均值和标准差）的方法对这15个实验关联式进行了评价。评价结果如下：Swenson 和Hu 的实验关联式在预测在大比热区间内超临界压力水的传热系数方面的能力比较好。Cuicui Wang还在Hu的实验关联式的基础上提出了一个能比较好的符合实验数据的新的实验关联式。
2. 超临界压力区域内关于水的强迫对流传热的实验关联式
在没有浮力和热加速度的情况下，西安交通大学的Xiaojing Zhu[12]等人得到了超临界压力区域内强迫对流传热的Nusselt实验关联式，这个关联式可用于预测管内垂直向上流动的传热系数。此外，他们还发现了：Swenson等人获得的实验关联式也很符合实验数据。（这和Cuicui Wang的研究结果也相一致）。而且，他们还发现了不同压力区域内传热恶化的主要原因：在亚临界压力区域，变干是管内传热恶化的主要原因。在接近临界压力的区域，传热恶化的主要机理是DNB。在超临界压力区，压力的增加削弱了低热通量下流体的传热能力。然而，在高热通量的情况下，压力的增加也损害了传热的恶化。当系统处于超临界压力下时，传热的增强和恶化就会发生。
3. 超临界水的传热恶化
Jackson[13]提出了关于超临界压力下流体传热恶化的两种机理，即受损的强制对流和受损的混合对流。Jackson还提出了基于物理的浮力影响流量和传热的半经验模型,使得能够确定可以抵消由于浮力引起的传热的强烈劣化的条件。Dan Huang[14]等人比较了预测传热劣化的不同实验关联式，并与实验数据进行了评估。并提出了基于一种工作流体的这些预测实验关联式不能直接应用于其他工作流体。
4.超临界压力区域内对传热的参数效应
以上是毕业论文开题文献，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
