Page 36 - 国外钢铁技术信息内参（2023年2月）

过下式给出两个粒子间的热传导速度。

Q   (T  T )
i j  eˆ ,i  j i j
  G  2 ( R  G )
R 
  f s 1 {  1 (  ) s ln[ s ]}( T  T )
   2R    G   2R p j  p i  （40）
f s f s s f
式中，λ f和λ s为气体与粒子的热传导率[Wm K ]、R 和 G 为粒子半径和粒
-1
-1
子间距离。与前一章节相同，如图 15 所示，变形粒子允许与相邻粒子体积重叠。

在该条件下，在接触圆的半径 r c（ ）的内侧，仅通过固体的传导，

在其外侧，通过固体和流体传热。此时粒子间热传导速度用下式表示。

Q   (T  T )
i j  eˆ ,i  j p j  p i 
G 4R  G 2R  G    
{ 
     f s 1 [  s ln( s )]}( T  T )
4 2R  G s 2        p j  p i  （41）
f s f s f
在本分析中，粒子的运动和传热采用了两种不同的方法：追踪对象粒子的拉

格朗日法和流体侧的热流动欧拉（Euler）法。因此，需要两者之间的联立。如

上所述，在该分析中，由于流体运动以填充层空隙内的微流动为对象，所以在热

交换速度的评价中难以采用空塔速度的一般相关式。在此，粒子与流体之间的热

交换即使在对流传热条件下也通过温度边界层内的热传导而产生，着眼于此，通

过在粒子表面整体上对与粒子表面接触的流体内的粒子表面成直角方向的热传

导所产生的热通量进行积分评价粒子与流体之间的热交换速度。

T 
Q     g dA
c , i g r  （42）
A
gpj
在本分析中，为了明确变形填充层的基本传热特性，在低温且简单形状的条

件下，进行了热流动分析。填充层由水平截面为 290mmX100mm 的矩形容器填

充的 1125 个直径 20mm 的球形粒子形成。在进行粒子填充时，将 1125 个粒子

分成 9 组，每组 125 个粒子，将这些粒子组在容器上部配置成 3 行 3 列后，使

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