《生物质颗粒堆垛内的热量输运分析综述》1400字

生物质颗粒堆垛内的热量输运分析综述1.1堆垛物性表征生物质颗粒堆积形成的多孔介质填充床，其床层传热过程可以为揭示阴燃传播规律提供理论依据。多孔介质是由多相物质所共同占据的空间，其中的固相称为固体骨架或基质，骨架以外的空间称为孔隙或空隙，孔隙通常由气体、液体或气、液两相占据。孔隙存在两种形式，一种是孔隙之间相互连通，称为有效孔隙，另一种是孔隙之间互不连通或虽然连通但不易流通，称为死端孔隙。（1）孔隙率孔隙率是多孔介质中孔隙所占的比例，定义如下： (1-14)式中，为多孔介质孔隙率；为多孔介质总孔隙容积，包括连通孔隙和死端孔隙，m3；为多孔介质总容积，m3。（2）迂曲度迂曲度描述了多孔介质孔隙连通通道的弯曲程度，定义如下： (1-15)式中，为连通通道的真实长度，m；为通道两端的直线距离，m。（3）比表面积比表面积为多孔介质固体骨架表面积与多孔介质体积之比，定义如下： (1-16)式中，为固体骨架表面积，m3；为多孔介质总体积，m3。1.2堆垛内传热热量传递方式通常有热传导、热对流和热辐射三种。易自发热颗粒堆积形成的填充床，属于颗粒型多孔介质，其热量传递模式包括以下几种ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><RecNum>395</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[47]</style></DisplayText><record><rec-number>395</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1616037135">395</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">胡玉坤</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">丁静</style></author></authors></contributors><titles><title>多孔介质内部传热传质规律的研究进展</title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">广东化工</style></secondary-title></titles><periodical><full-title>广东化工</full-title></periodical><pages>44-47</pages><volume>33</volume><number>11</number><dates><year>2006</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[47]：(1)固体骨架（颗粒）之间的导热；(2)流体的导热与对流换热；(3)流体与固体颗粒之间的对流换热；(4)固体颗粒之间、固体颗粒与孔隙中流体之间的辐射换热。与单一均质物体中的导热过程相比，多孔介质中的纯导热过程要复杂很多，主要包括ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><RecNum>396</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[48]</style></DisplayText><record><rec-number>396</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1616037156">396</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">李小川</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">施明恒</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">张东辉</style></author></authors></contributors><titles><title>非均匀多孔介质中导热过程</title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">东南大学学报(自然科学版)</style></secondary-title></titles><periodical><full-title>东南大学学报(自然科学版)</full-title></periodical><pages>107-111</pages><volume>35</volume><number>5</number><dates><year>2005</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[48]：(1)固体颗粒的导热；(2)多孔介质孔隙中流体的导热；(3)固体颗粒空隙层中流体的导热；由于固体颗粒与流体物性的不同，两者对导热的影响也不同。对于非金属多孔介质材料，固体颗粒对多孔介质的导热性能影响较小。若多孔介质中的流体为气体，则气体对多孔介质的导热性能有重要影响。影响多孔介质导热过程的因素很多，包括固体颗粒的物性、孔隙的大小和形状分布、流体的种类和特性、压力及温度等。多孔介质中的对流换热过程与一般物质表面上的对流换热过程相似，包括大团流体运动混合的对流传热和流体分子运动导致的热量传递。多孔介质中的对流换热分为自然对流换热和强制对流换热，由多孔介质内部部分流体温度或浓度不同而使流体密度不同形成的对流换热称为自然对流换热，在外力作用下形成的对流换热称为强制对流换热。多孔介质中的对流换热也分为层流、过渡流及湍流对流换热。多孔介质的辐射换热有多孔介质内辐射换热和多孔介质外表辐射换热两种。多孔介质内辐射换热是在多孔介质固体颗粒温度较高时发生在多孔介质内部的，多孔介质外表辐射换热发生在高温多孔介质外表面与外界的传热过程中。很多学者对多孔介质中的传热过程进行了研究。TsoryADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Tsory</Author><Year>2013</Year><RecNum>393</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[46]</style></DisplayText><record><rec-number>393</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1610456546">393</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>TsoryT</author><author>Ben-JacobN</author><author>BroshT</author><author>LevyA</author></authors></contributors><titles><title>ThermalDEM–CFDmodelingandsimulationofheattransferthroughpackedbed</title><secondary-title>PowderTechnology</secondary-title></titles><periodical><full-title>PowderTechnology</full-title></periodical><pages>52-60</pages><volume>244</volume><section>52</section><dates><year>2013</year></dates><isbn>00325910</isbn><urls></urls><electronic-resource-num>10.1016/j.powtec.2013.04.013</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[46]建立了颗粒-颗粒和颗粒-壁面传热模型，对压缩条件下颗粒床的有效导热系数进行了传热模拟，通过已有的实验数据验证了模型的有效性，结果表明当颗粒的导热系数比空气大很多时，通过床层孔隙的导热不能忽略。LuADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Lu</Author><Year>2005</Year><RecNum>372</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[49]</style></DisplayText><record><rec-number>372</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1610456441">372</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>LuT</author><author>JiangPX</author><author>ShenSQ</author></authors></contributors><auth-address>DepartmentofThermalEngineering,TsinghuaUniversity;;DepartmentofPowerEngineering,DalianUniversityofTechnology</auth-address><titles><title>Numericalandexperimentalinvestigationofconvectivedryinginunsaturatedporousmediawithboundwater</title><secondary-title>HeatandMassTransfer</secondary-title></titles><periodical><full-title>HeatandMassTransfer</full-title></periodical><pages>1103-1111</pages><volume>41</volume><number>12</number><keywords><keyword>Porousmedia</keyword><keyword>Drying</keyword><keyword>Boundwater</keyword></keywords><dates><year>2005</year></dates><isbn>0947-7411</isbn><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[49]研究了在低对流干燥速率下湿石英颗粒填充床的传热传质过程，利用质量和能量守恒方程，建立了非饱和多孔介质中多相流动的数学模型，模型中假设局部热平衡。何宗旭ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>何宗旭</Author><Year>2017</Year><RecNum>397</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[50]</style></DisplayText><record><rec-number>397</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1616123945">397</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">何宗旭</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">严微微</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">张凯，等</style></author></authors></contributors><titles><title>底部局部加热多孔介质自然对流传热的格子Boltzmann模拟</title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">物理学报</style></secondary-title></titles><periodical><full-title>物理学报</full-title></periodical><pages><styleface="normal"font="default"size="100%">145</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">-153</style></pages><volume>66</volume><number>20</number><dates><year>2017</year></dates><urls></urls><electronic-resource-num>10.7498/aps.66.204402</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[50]运用格子Boltzmann方法研究了底部局部加热多孔介质方腔的自然对流传热，分析了高温热源位置和尺寸对多孔介质方腔自然对流传热性能的影响。吴贵福ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>吴贵福</Author><Year>2020</Year><RecNum>398</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[51]</style></DisplayText><record><rec-number>398</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1616123989">398</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">吴贵福</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">杨印章</sty