超临界流体由于其独特的热物理性质表现出与亚临界流体不同的流动传热特性。近年来超临界流体的应用越来越广泛,对准确认识超临界流体的传热特性提出了更高的要求。本文以超临界压力二氧化碳为研究对象,系统验证了十种湍流模型计算超临界传热的准确性,并利用推荐的模型对超临界压力二氧化碳在水平光管及内螺纹管中的流动与传热特性进行了计算研究,分析了流动工况参数、管径大小、浮升力、流动加速等因素对超临界压力二氧化碳管内传热的影响,评估了浮升力标准预测管内流动形态及传热性能的准确性,对比了光滑管与内螺纹管的性能。主要工作内容如下::1.验证了十种湍流模型预测超临界传热的准确性,结果显示低雷诺数的Lam-Bremhorst模型预测效果最好。2.研究了流动工况参数热流密度、质量流率、入口压力及管径大小对超临界压力二氧化碳传热性能的影响,总结了上述因素影响传热性能的内在原因。3.探究了浮升力及流动加速对超临界压力二氧化碳管内传热性能影响的规律。评估了常用浮升力标准在预测浮升力影响流动形态及传热性能时的准确性,并依据计算结果修改了浮升力标准的阈值。提出了新的传热模型描述浮升力对超临界压力二氧化碳在水平光管中传热性能的影响。4.研究了超临界压力二氧化碳在内螺纹管中的流动与传热特性。结果表明内螺纹管的固有结构明显抑制了浮升力的作用,能有效防止管道上部传热恶化发生,可使管上壁面和下壁面传热性能趋于等同、周向壁温分布更均匀。