重力驱动颗粒流横掠倒置滴形管管外流动传热特性的数值研究

采用离散单元方法（DEM）模拟了重力驱动的颗粒流横掠圆管和不同椭圆度（e=1.0,1.5,2.0,2.5）的滴形管下的流动与换热情况,分析了滴形管的椭圆度对停滞区大小、管周受力以及有效传热系数的影响,并与圆管进行了对比。主要结论如下：滴形管的停滞区和空区均小于圆管,随着椭圆度增大,管顶部颗粒流速增加,流动性变好;滴形管受颗粒流的法向力和切向力均小于圆管,在椭圆度大于1.0后,增加椭圆度,两力不再减小;滴形管的有效传热系数小于圆管,且随着椭圆度增大,有效传热系数降低。     

颗粒外掠含不同掺混单元平板的流动换热特性

为了提高板壳式换热器的换热性能,通过离散元法研究了平面、梯形、椭圆形、梯形+椭圆形和三角形掺混单元对颗粒流动和换热的影响。研究表明：平面的掺混率几乎为零,梯形掺混单元的掺混率最高。颗粒在绕过除平面外的掺混单元时,温度边界层被破坏,并在掺混单元下游区域重新发展。在掺混单元上游区域,掺混单元对颗粒运动有阻碍作用,阻碍作用越大接触热阻越小。颗粒在梯形掺混单元下游的特征速度最大,入口平均温度最高。梯形掺混单元的掺混效率最高。在掺混单元下游区域,梯形、椭圆形、梯形+椭圆形和三角形掺混单元的传热系数显著大于平面(平均增加41.5%、31.5%、28.9%和25.3%)。相比其他掺混单元,颗粒外掠梯形掺混单元的流动换热特性最好。