生物質(zhì)顆粒堆垛內(nèi)的熱量輸運(yùn)探析綜述1400字

生物質(zhì)顆粒堆垛內(nèi)的熱量輸運(yùn)分析綜述1.1堆垛物性表征生物質(zhì)顆粒堆積形成的多孔介質(zhì)填充床，其床層傳熱過程可以為揭示陰燃傳播規(guī)律提供理論依據(jù)。多孔介質(zhì)是由多相物質(zhì)所共同占據(jù)的空間，其中的固相稱為固體骨架或基質(zhì)，骨架以外的空間稱為孔隙或空隙，孔隙通常由氣體、液體或氣、液兩相占據(jù)。孔隙存在兩種形式，一種是孔隙之間相互連通，稱為有效孔隙，另一種是孔隙之間互不連通或雖然連通但不易流通，稱為死端孔隙。(1)孔隙率孔隙率是多孔介質(zhì)中孔隙所占的比例，定義如下：式中，4為多孔介質(zhì)孔隙率；V、為多孔介質(zhì)總孔隙容積，包括連通孔隙和死端孔隙，m3;V為多孔介質(zhì)總?cè)莘e，m3。(2)迂曲度迂曲度描述了多孔介質(zhì)孔隙連通通道的彎曲程度，定義如下：式中，L為連通通道的真實(shí)長度，m;L為通道兩端的直線距離，m。(3)比表面積比表面積為多孔介質(zhì)固體骨架表面積與多孔介質(zhì)體積之比，定義如下：1.2堆垛內(nèi)傳熱熱量傳遞方式通常有熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射三種。易自發(fā)熱顆粒堆積形成的填充床，屬于顆粒型多孔介質(zhì)，其熱量傳遞模式包括以下幾種[47]:(1)固體骨架(顆粒)之間的導(dǎo)熱；(2)流體的導(dǎo)熱與對流換熱；(3)流體與固體顆粒之間的對流換熱；(4)固體顆粒之間、固體顆粒與孔隙中流體之間的輻射換熱。與單一均質(zhì)物體中的導(dǎo)熱過程相比，多孔介質(zhì)中的純導(dǎo)熱過程要復(fù)雜很多，(1)固體顆粒的導(dǎo)熱；(2)多孔介質(zhì)孔隙中流體的導(dǎo)熱；(3)固體顆?？障秾又辛黧w的導(dǎo)熱；由于固體顆粒與流體物性的不同，兩者對導(dǎo)熱的影響也不同。對于非金屬多孔介質(zhì)材料，固體顆粒對多孔介質(zhì)的導(dǎo)熱性能影響較小。若多孔介質(zhì)中的流體為氣體，則氣體對多孔介質(zhì)的導(dǎo)熱性能有重要影響。影響多孔介質(zhì)導(dǎo)熱過程的因素很多，包括固體顆粒的物性、孔隙的大小和形狀分布、流體的種類和特性、壓力多孔介質(zhì)中的對流換熱過程與一般物質(zhì)表面上的對流換熱過程相似，包括大團(tuán)流體運(yùn)動(dòng)混合的對流傳熱和流體分子運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的熱量傳遞。多孔介質(zhì)中的對流換熱分為自然對流換熱和強(qiáng)制對流換熱，由多孔介質(zhì)內(nèi)部部分流體溫度或濃度不同而使流體密度不同形成的對流換熱稱為自然對流換熱，在外力作用下形成的對流換熱稱為強(qiáng)制對流換熱。多孔介質(zhì)中的對流換熱也分為層流、過渡流及湍流對多孔介質(zhì)的輻射換熱有多孔介質(zhì)內(nèi)輻射換熱和多孔介質(zhì)外表輻射換熱兩種。多孔介質(zhì)內(nèi)輻射換熱是在多孔介質(zhì)固體顆粒溫度較高時(shí)發(fā)生在多孔介質(zhì)內(nèi)部的，多孔介質(zhì)外表輻射換熱發(fā)生在高溫多孔介質(zhì)外表面與外界的傳熱過程中。很多學(xué)者對多孔介質(zhì)中的傳熱過程進(jìn)行了研究。Tsory[46建立了顆粒-顆粒和顆粒-壁面?zhèn)鳠崮Ｐ?，對壓縮條件下顆粒床的有效導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了傳熱模擬，通過已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的有效性，結(jié)果表明當(dāng)顆粒的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣大很多時(shí)，通過床層孔隙的導(dǎo)熱不能忽略。Lu[491研究了在低對流干燥速率下濕石英顆粒填充床的傳熱傳質(zhì)過程，利用質(zhì)量和能量守恒方程，建立了非飽和多孔介質(zhì)中多相流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，模型中假設(shè)局