神英凯，郑斌，孙鹏，高腾飞，王有镗，刘永启

(山东理工大学 交通与车辆工程学院， 山东 淄博 255049)

0 引言

在物料预热、太阳能热采集、储热等过程中，普遍存在固体颗粒物的加热过程[1- 6]，同时为了防止固体颗粒物在加热过程中被氧化，常采用颗粒/加热壁面间壁式的加热方式，如外热式回转窑内壁与颗粒间的接触传热、气冷堆卵石床的传热、流化床对粗煤颗粒的预热等[7-11]。为了提高能源利用效率，开展加热壁面与颗粒堆传热过程的研究具有重要的应用价值。

在壁面与颗粒堆传热的研究中，BU等[12]研究了颗粒间分别是面接触、短圆柱接触和间隙接触时对有序堆积颗粒换热的影响，并说明了各接触方式的适用情况。GAN等[13]探究了椭球形颗粒对填充床的传热影响，研究表明椭球长宽比对有效导热系数有显著影响。MARIO等[14]探究了颗粒接触点处理方式对填充床传热数值模拟的影响，提出了一种修正桥接导热系数的模型。CHRISTINE等[15]探究了表面粗糙度对球形颗粒填充床传热性能的影响。GOVENDER等[16]探究了颗粒形状对填充床有效导热系数的影响。前人主要针对无空穴颗粒堆开展了较为系统的探索，但是由于颗粒的流动性能差，在颗粒堆中常出现空穴，特别是临近加热壁面区域，空穴的存在对颗粒堆加热过程的影响需系统探究。张仲彬等[17]通过VOF和凝固熔化模型探究了空穴对相变胶囊蓄热的影响，发现空穴的存在使蓄热过程变缓。YANG等[18]探究了随机性空穴对多孔结构传热性能的影响，研究表明随机性对努塞尔数有显著影响。……