工业颗粒流移动床因其热损小，成本低，运行工艺简单且适用性广等特性被广泛应用于工业固体散料余热回收和太阳能发电等领域。由于颗粒流在外力或内部应力作用下表现出拟流体特性。因而其可作为特殊的换热工质在工业移动床换热器中完成能质传递。

与真实流体相比，离散颗粒流在移动床中的局部流动换热特性存在差异，换热关联式较为缺乏；与固定床及流化床相比，移动床换热器相关研究较为缺乏，已有研究更多偏向于经验设计，亟需发展数值工具及理论分析框架；关于颗粒流的流动调控方式以及强化换热技术有待提出。

针对以上科学问题，本团队在前期离散单元法（DEM）颗粒流模拟以及离散颗粒局部多孔介质简化研究的基础上，深入研究了颗粒流热阻模型构建、DEM换热模型热阻标定、倾斜管对颗粒流强化换热的影响机制以及平板式换热器对颗粒侧运行参数的响应。这项工作为研究（设计）移动床间接换热器提供了思路，同时为揭示颗粒流流动换热机制提供了具有参考价值的探讨。

图1 研究成果示意图—颗粒流外掠平板热阻

图2 研究成果示意图—DEM换热模型热阻标定

图3 研究成果示意图—颗粒流绕倾斜管换热

图4 研究成果示意图—平板移动床换热器中的换热特性归纳

基于上述研究，论文发表情况如下：

以“Numerical calibration for thermal resistance in discrete element method by finite volume method”为题，于2021年01月31日在在国际权威期刊《颗粒技术》（Powder Technology）上在线发表；

以“Numerical investigation of heat resistances in uniform dense granular flows along a vertical plate”为题，于2021年02月26日在在国际权威期刊《颗粒技术》（Powder Technology）上在线发表；

以“Numerical study on gravity-driven granular flow around tube out-wall: Effect of tube inclination on the heat transfer”为题，于2021年03月27日在在国际权威期刊《国际传热传质》（International Journal of Heat and Mass Transfer）上在线发表；

以“Heat transfer prediction of granular flow in moving bed heat exchanger: Characteristics of heat transfer enhancement and dynamic control”为题，于2021年11月07日在在国际权威期刊《太阳能源》（Solar Energy）上在线发表。

该工作以西安交通大学为唯一作者单位，CEMTA研究团队博士生郭志罡为第一作者，王秋旺教授为通讯作者，论文作者还包括杨剑教授等。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。这一工作是CEMTA研究团队在《可再生及可持续能源综述》（Renewable and Sustainable Energy Reviews）、能源（Energy）以及应用热能工程（Applied Thermal Engineering）等期刊报道颗粒流移动床换热器的工作特性以及应用前景后，在颗粒流换热数值模拟以及理论分析方面应用的重要拓展，对颗粒流流动换热特性的表征提供了新思路。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.01.067；

https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.02.051；

https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121296；

https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.11.014；