超临界水活塞效应传热现象的数值模拟

在热力学临界点邻域，流体的一些物性（定压比热、热膨胀系数和等温压缩率）呈奇异性变化，从而产生了一种奇异的传热现象——“活塞效应”．活塞效应是由超临界流体在临界点附近较高的热压缩率和较低的热扩散率引起的，它不同于常规的导热、对流和辐射3种传热方式，被认为是第四种传热机理．文中对封闭容器内超临界水的活塞效应进行了数值分析，结果表明，不论是加热过程还是冷却过程，由于活塞效应的作用，系统趋于热平衡所需的时间大大减少．活塞效应不仅存在于临界点附近，而且在远离临界点处仍然作用明显，流体温度越接近对应压力下的拟临界温度，活塞效应作用越强烈．流体的定压比热与定容比热之比可以作为衡量不同参数时活塞效应强度的参数．