超临界流体由于具有良好的流动性能和传热性能,所以近年来一直是研究的热点。而超临界CO2由于其超临界状态比较容易达到,应用的前景也更加丰富,将来有望应用于第四代核电系统以及最新的太阳能光热发电系统。目前对于超临界CO2在直管内的流动传热研究较多,而螺旋管由于其特殊的旋转结构导致超临界CO2在螺旋管内的换热系数要大于在直管内的换热系数。而目前对于超临界CO2在螺旋管内的流动换热性能研究较少,本文基于此采用数值模拟的方法运用Fluent软件研究了超临界CO2在螺旋管内的流动换热特性。首先,建立了螺旋管的物理模型,并验证了 Fluent软件中SST k-ω模型对超临界CO2在螺旋管中换热特性模拟的准确性。之后研究了入口质量流速和壁面热流密度对换热过程的影响,主要结论为当入口质量流速增加时,换热系数的峰值会相应增大;当CO2流体温度处在拟临界温度区时,壁面热流密度增加,换热系数会减小,当CO2流体温度远离拟临界温度区时,壁面热流密度越大,对应换热系数越大。其次,研究了螺旋管结构参数变化对超临界CO2在螺旋管中的换热特性的影响。主要研究了入口直径,螺距,螺旋曲率直径等对换热过程的影响,并且还提出了变绕径螺旋管这种结构,研究了变绕径螺旋管对换热系数产生的影响,比较了变绕径螺旋管和等绕径螺旋管在换热特性方面的差异。主要结论有当CO2温度在拟临界温度区时,入口直径越大,换热系数越大;螺距对于螺旋管换热系数影响比较小;螺旋曲率直径越大,换热系数越小。对于变绕径螺旋管,绕径变化的角度β越小,换热系数的值越大;螺旋曲率直径较小的等绕径螺旋管的换热系数要大于变绕径螺旋管的换热系数。但由于变绕径螺旋管的换热系数波动,当CO2处于某些特定温度时,变绕径螺旋管的换热系数会大于等绕径螺旋管的换热系数。