国内外电力机组向着“大容量,高参数”的方向迅速迈进,超(超)临界机组在水工质加热到跨临界区域后流动状态和物性参数发生剧变,腐蚀产生的铁离子溶解度下降形成颗粒并沉积在水冷壁及过热器中,跨临界区域是颗粒沉积的初始位置,颗粒沉积速率是由流动状态决定的,跨临界区的工质流动特性与亚临界或超临界区的工质流动特性有较大不同,颗粒在该区域的受力及沉积规律并没有得到深入的研究,本文研究了工质跨临界过程中颗粒在圆管近壁区域的受力特性及沉积特性。首先,对跨临界工质参数变化特征进行理论分析,选用适合跨临界区流动特性的k-ω模型作为流体模拟计算模型。对颗粒在流场中的受力特征进行了理论分析,选用DPM模型描述颗粒在流场中的浓度分布。以长度1m,直径0.00335m的圆管为例,选用颗粒粒径、质量流量、热流密度3种影响因素作为变量。然后,基于速度边界厚度与热边界厚度的差异进行了不同情况的颗粒受力分析,根据所选模型和边界条件对跨临界区的流场进行计算和分析,近壁面速度梯度沿轴向逐渐升高,而近壁面温度梯度沿轴向在临界点附近存在一个最大值,速度边界层厚度沿轴向不断增加,而热边界层厚度沿轴向在临界点附近存在最低值。另外通过流场信息对颗粒受力进行数值计算可以发现,相对于热泳力和Saffman力颗粒所受的重浮力是可以忽略的,热泳力沿加热管道轴向有先减后增的趋势,并在临界点附近取得最小值,该最小值随热流密度的升高而增大,Saffman力沿轴向大小不断减少,但随着质量流速和热流密度的增加而增大。最后,在跨临界区流场下加入颗粒,进一步计算颗粒在流场中的浓度分布,将距离壁面10μm位置处的颗粒浓度等同于沉积量,通过颗粒浓度分布计算结果,发现0.1μm、1μm和5μm粒径的颗粒在近壁面区域浓度分布差异较大,其中粒径为0.1μm和1μm的颗粒在跨临界区域的临界位置附近沉积量具有一个峰值,而5μm颗粒因受Saffman力作用较大而未出现峰值。同时粒径为1μm的颗粒相较与其他粒径沉积更为严重,另外0.1μm和1μm颗粒的沉积整体随着热流密度和质量流量的增加而减少,5μm颗粒仅随着质量流量的增加而减少,热流密度作用不明显。因此,1 μm颗粒更容易沉积在具有跨临界区的水冷壁中。