下降管蓄热器中沙漠砂流动性数值分析

马承渝，吕 硕，朱桂花,c

(北方民族大学a. 化学与化学工程学院，b. 机电工程学院，c. 国家民委化工技术基础重点实验室，宁夏银川750021)

能源是国家经济的命脉。随着制造业的快速发展，能源的供需矛盾越来越突出，不可再生能源的储量越来越少，同时环境污染问题日益严峻，因此必须提高可再生能源的利用率[1]。目前能量多以电池、热能的方式保存，能量的存储是制约可再生能源发展的瓶颈，高效的能量存储和利用已成为提高可再生能源应用的研究热点[2]。

我国沙漠砂资源丰富，开发成本较低，而且对沙漠砂进行综合利用还能够起到治沙的作用。应用沙漠砂为固体颗粒进行蓄热的研究已经很广泛[3]，原因是其具有成本低廉、蓄热温度高、易于存储等优点。

Frain等[4]开展了下降管换热器的固体颗粒和气体对流换热的实验，结果表明，当气体和固体颗粒均匀混合时，颗粒与空气热交换量是最大的，固体颗粒温度能够达到最高值。Zhu等[5]用沙漠砂在下降管中分布性能的实验研究结果表明，在圆柱孔分布器条件下，粒径越小的砂粒群受空气作用力影响越大，粒径为>0.18～0.25、0.15～0.18 mm砂粒均布性能较好。Ho等[6]研究了一种新的固体颗粒接收器，其中的固体颗粒能够接收太阳能辐射热来蓄热。Kim等[7]研究了太阳能接收器中固体颗粒流特性，得到了颗粒大小对流动性的影响规律。Baumann等[8-9]研究了作为传热和存储介质的粒状材料的性质，研究结果为天然颗粒的应用提供了一个更加经济的解决方案。W……