倾斜热管湍流床内颗粒流动与换热特性分析

针对倾斜热管间壁式换热器湍流床一侧,进行几何建模和网格划分,采用双流体模型耦合能量最小多尺度(energy minimization multi-scale,EMMS)曳力模型进行模型验证,研究颗粒轴向速度的轴、径向分布和热管表面的颗粒速度分布,分析热管表面的换热性能.结果表明:热管可抑制湍流床内气泡的上升运动,增大热管区下侧的颗粒平均速度;气泡在换热器内沿S形路线向上绕过热管运动,即在热管所在高度,气泡由热管自由端向上运动,在热管之间区域,由床中心向上运动;热管自由端的下表面和约束端的上表面为倾斜热管的特征换热区,颗粒贴壁向上运动,倾斜布置的热管能够强化颗粒的更新速度,促进热量传递;提出以颗粒流速来分析热管表面的传热性能,高效换热区的无因次半径值为-0.8～-0.3;换热性能随表观气速先增强后恒定,转折点对应的气速为0.7 m/s.随轴向高度先减小后增大,最下部热管换热性能最佳.