近日,我校永利6774app手机版官网吳曉琴教授團隊青年教師羅浩與華南理工大學熊勤鋼教授團隊合作在《Chemical Engineering Journal》期刊上發表題為“Multi-fluid modeling of heat transfer in bubbling fluidized bed with thermally-thick particles featuring intra-particle temperature inhomogeneity”的研究論文。羅浩為第一作者,學生王小寶為第二作者,劉芯妍副教授和熊勤鋼教授為通訊作者,我校永利6774app手机版官网煤轉化重點實驗室為論文第一單位。
歐拉多流體模型已被廣泛用于研究鼓泡流化床中的氣固兩相傳熱過程,顆粒尺度模型常采用的是傳統零維(0D)模型,然而零維模型假設顆粒内部溫度均勻分布,僅适用于熱薄顆粒的(Biot Number < 1)模拟。考慮粒内傳熱過程的一維(1D)模型雖然适用于所有顆粒,但由于歐拉多流體模型的拟流體假設,一維模型難以直接耦合在歐拉多流體模型中。針對上述問題,本文通過定量比較零維和一維模型的模拟結果,引入傳熱修正因子,形成基于粒内傳遞修正的零維(Cor-0D)模型,且通過理論分析得到修正因子為Biot Number和無因次溫度的二元函數。結果表明,基于粒内傳遞的零維模型的模拟結果與一維模型的結果一緻,而傳統零維模型預測的氣固相間傳熱速率過快。同時,基于粒内傳遞修正的零維模型也很容易與歐拉多流體模型耦合,且計算效率與傳統零維模型一緻。更多信息見論文:https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141813。上述工作得到了國家自然科學基金委項目(No. 22208254)、永利6774app手机版官网高層次人才啟動項目(NO.1050038, NO.1050040)、煤轉化重點實驗室開放基金(No.WKDM202202,No.WKDM202205)的大力支持。

圖1 基于粒内傳熱修正方法得到修正因子與Biot Number和無因次溫度之間的關系及計算效果(0D:傳統零維模型,1D:一維模型;Cor-0D:基于粒内傳遞修正的零維模型)
除上述工作外,吳曉琴教授團隊青年教師羅浩自2020年底入職永利6774app手机版官网以來,相繼在生物質熱化學轉化與過程強化領域以第一作者或者通訊作者多篇論文(https://doi.org/10.1016/j.ces.2021.117352;https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2022.106619; https://doi.org/10.1016/j.jaap.2022.105433; https://doi.org/10.1016/j.proci.2022.10.007; https://doi.org/10.1016/j.ces.2023.118701)。