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基于重置温度方法的双参数介尺度气固传热模型构建

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颗粒聚团等介尺度结构在气固两相流中普遍存在,这些介尺度非均匀结构直接影响气固流动特性及气固接触效率,进而影响气固相间传热、传质及化学反应过程.在更适合工业大尺度气固传热模拟的粗网格方法中缺乏准确度高、简单易用且可以考虑介尺度非均匀结构影响的传热模型.采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)研究了气固两相流相间传热,为了保证气固相间持续传热,采用了两种维持气固相间传热温差的方法,并讨论了两种方法的优缺点.方法一:给气相能量方程添加热源项;方法二:每间隔一段时间重置气相温度,重置温度后气固两相自由传热,两种方法中均保持固相温度不变.结果表明聚团界面位置的局部单位体积气固传热量最大,重置温度方法在稀相和界面位置的局部单位体积传热量与总单位体积传热量之比大于热源项方法,而在浓相位置的局部单位体积传热量与总单位体积传热量之比小于热源项方法.通过过滤CFD-DEM计算数据,为重置温度方法构建了双参数(过滤固含率、过滤尺度)传热系数修正因子模型,通过先验分析评价了模型的表现,研究表明所构建模型在过滤网格尺度为5～40倍颗粒直径范围内优于文献中已有的双参数模型.
Construction of two parameter mesoscale heat transfer model for gas-solid flow based on resetting temperature method

刘怡琳、李钰、余亚雄、黄哲庆、周强

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西安交通大学化学工程与技术学院,陕西西安710049

新能源系统工程与装备陕西省高校工程研究中心,陕西西安710049

西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西西安710049

介尺度 传热 气固两相流 计算流体力学-离散单元法 过滤技术 重置温度

国家自然科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金陕西省自然科学基金

5200617221978228916341142020JQ-050

2022

10.11949/0438-1157.20211519

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(6)
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