Para mejorar la eficiencia de la transferencia de calor y el rendimiento integral del enfriador de gas de CO₂ supercrítico (SCO₂), este artículo realiza un estudio numérico sobre las características de flujo y transferencia de calor de SCO₂ dentro de un tubo elíptico retorcido con aletas internas, combinando la teoría de sinergia de campo para analizar el mecanismo de mejora de la transferencia de calor en el tubo. Con el paso (p), la altura de la aleta (h), el semieje mayor (a) y el número de Reynolds (Re) como variables de diseño, se construyeron modelos de segundo orden de superficie de respuesta para el número de Nusselt, el coeficiente de fricción y el índice de evaluación del rendimiento integral utilizando el método de superficie de respuesta (RSM), y se llevó a cabo una optimización multiobjetivo con el algoritmo genético no dominado (NSGA-II) para obtener la solución óptima de Pareto. Los resultados muestran que la acción acoplada de la estructura retorcida y las aletas internas puede inducir un flujo secundario continuo, aumentar la perturbación del fluido y romper la capa límite térmica, mejorando significativamente el rendimiento del intercambio de calor por convección. Cuando h es 0,5 mm, a está entre 3,6 y 3,9 mm, y p entre 50 y 70 mm, se puede lograr un buen equilibrio entre la mejora de la transferencia de calor y el aumento de la resistencia al flujo.

CO₂ supercrítico;enfriador de gas;tubo elíptico retorcido con aletas internas;teoría de sinergia de campo;optimización multiobjetivo