蘇亞琴，馬韜，王文婷，劉杰

(蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，甘肅蘭州 730050)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，化石燃料的大量使用不僅造成能源緊缺，而且還會(huì)造成環(huán)境污染問(wèn)題日益加重。目前，聚光太陽(yáng)能發(fā)電(concentrating solar power，CSP)是較有前景的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，能夠提供一種可持續(xù)的能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。流化床太陽(yáng)能顆粒吸熱器的應(yīng)用也越來(lái)越受到關(guān)注，流化床作為太陽(yáng)輻射的吸熱器/儲(chǔ)熱系統(tǒng)，能較好地解決太陽(yáng)能吸熱器的腐蝕和熱點(diǎn)問(wèn)題，且其工作溫度可以達(dá)到1 000 K以上[1-2]。

Flamant等[3]通過(guò)試驗(yàn)證明了流化床能夠有效地將集中的太陽(yáng)能分散到整個(gè)顆粒群中，還對(duì)該吸熱器進(jìn)行了熱分析。劉向軍等[4]在該基礎(chǔ)上研究了循環(huán)流化床內(nèi)稠密氣固兩相流場(chǎng)的特點(diǎn)，得到了床內(nèi)顆粒相速度、氣相速度、床內(nèi)空隙率、顆粒團(tuán)大小的變化規(guī)律。Bellan等[5]運(yùn)用CPD-DEM方法研究了雙塔流化床吸熱器流體流動(dòng)特性，分析了流化過(guò)程中流化速度、顆粒大小對(duì)吸熱器性能的影響，結(jié)果表明，大尺寸顆粒在中軸區(qū)域聚集，當(dāng)入口流量增加70%時(shí)，其中一個(gè)塔的平均床層高度提高了23.4%。

模擬研究流化床的另一種數(shù)值方法是由Snider等[6-8]推導(dǎo)出的基于歐拉-拉格朗日模型的數(shù)值模擬方法即計(jì)算顆粒流體力學(xué)(computational particle fluid dynamic，CPFD)數(shù)值方法，該方法借鑒了由Andrews等[9]提出的多相流質(zhì)點(diǎn)網(wǎng)格法(multiphase particle-in-cell method，MP-PIC)，與傳統(tǒng)的CFD方法相比，CPFD在模擬顆粒類(lèi)型和大小分布方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，并且能夠優(yōu)化氣固兩相中顆粒相的離散與計(jì)算。

目前已有多項(xiàng)研究驗(yàn)證了CPFD方法在流化床中的應(yīng)用。Liang等[10]應(yīng)用CPFD方法對(duì)鼓泡流化床內(nèi)氣固流動(dòng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬，并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，研究了CPFD模型的適用性，結(jié)果表明，該模型能夠獲得較好的固體速度分布。Córcoles等[11]建立氣固鼓泡流化床的三維CPFD模型，進(jìn)行流化床動(dòng)力學(xué)研究，還將頻率分析、氣泡穿透長(zhǎng)度、氣泡大小、氣泡通過(guò)頻率和氣泡速度等結(jié)果與在相同幾何形狀和相同條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，并與最常用的雙流體模型在商業(yè)軟件Fluent(TFM-Fluent)中實(shí)現(xiàn)的三維模型的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，CPFD-Barracuda分布比TFM-Fluent分布更接近試驗(yàn)結(jié)果。

Yilmaz等[12]為了消除直接輻照固體粒子太陽(yáng)能吸熱器產(chǎn)生的粒子損失，采用CPFD方法研究了內(nèi)置嵌入物的太陽(yáng)能吸熱器中顆粒的流動(dòng)特性，結(jié)果表明，管內(nèi)不同填充高度下隨時(shí)間變化的平均固體分?jǐn)?shù)均具有一致的規(guī)律，但軸向顆粒速度在橫截面上的分布不一致，顆粒層厚度影響了軸向顆粒速度的均勻性。

Díaz-Heras等[13]利用CPFD-Barracuda軟件和P1輻射模型，對(duì)使用SiC粒子的直接輻射流化床進(jìn)行三維數(shù)值模擬，研究了氣流速度和輻射床的熱特性的影響，結(jié)果表明，氣流速度的增加會(huì)提高床層頂部的混合速率和混合水平，減少頂部表面熱點(diǎn)的出現(xiàn)，使床層上半部分的溫度更加均勻。

筆者基于CPFD方法建立了流化床太陽(yáng)能粒子吸熱器內(nèi)氣固兩相流動(dòng)模型，結(jié)合P1輻射模型，對(duì)內(nèi)循環(huán)流化床吸熱器內(nèi)顆粒流動(dòng)和傳熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并研究了氣體質(zhì)量流量、顆粒濃度、再循環(huán)率對(duì)吸熱器內(nèi)顆粒流動(dòng)傳熱特性的影響。

1 數(shù)學(xué)模型

該模型中的CPFD方法本質(zhì)上是一種基于MPPIC方式的數(shù)值計(jì)算方法，該方法可有效解決大量顆粒與流體三維運(yùn)動(dòng)之間耦合的問(wèn)題。該模型主要有如下特征：使用固定網(wǎng)格的歐拉方法氣相模擬；顆粒狀固體被視為大量離散體，采用拉格朗日方法對(duì)其進(jìn)行模擬，顆粒與流體強(qiáng)耦合；描述氣相的質(zhì)量和動(dòng)量守恒方程應(yīng)考慮顆粒相的反作用；顆粒相則采用顆粒概率分布函數(shù)進(jìn)行描述。

2 模擬對(duì)象及基礎(chǔ)設(shè)置

2.1 模擬對(duì)象

模擬對(duì)象為帶有束口式引流管的內(nèi)循環(huán)流化床太陽(yáng)能吸熱器[14]，其截面結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 吸熱器截面結(jié)構(gòu)示意

圖1中，該吸熱器總高850 mm，腔室深度和直徑均為500 mm，頂部是直徑為200 mm的透明石英窗口，用以接收定日鏡場(chǎng)反射的集中太陽(yáng)能流，在吸熱器底部附近設(shè)有導(dǎo)管風(fēng)扇組合裝置，以控制吸熱器內(nèi)部的再循環(huán)。模擬中采用空氣和鋁土礦(主要成分Al2O3)顆粒作為傳熱介質(zhì)，Al2O3具有較好的熱性能和物理性能，且有較高的太陽(yáng)輻射吸收特性和熱導(dǎo)率。參考試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，具體模擬參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1。

表1 CPFD主要模擬參數(shù)

2.2 幾何模型和邊界條件的建立

為了便于計(jì)算，建立了三維全尺度的太陽(yáng)能吸熱器簡(jiǎn)化模型，并利用網(wǎng)格生成器將其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。因吸熱器內(nèi)部引流管所在的中心區(qū)域的流動(dòng)較為復(fù)雜，對(duì)該區(qū)域的網(wǎng)格進(jìn)行加密，加密后的網(wǎng)格總數(shù)為348 290個(gè)，但實(shí)際真實(shí)落在計(jì)算區(qū)域內(nèi)的三維網(wǎng)格單元是232 014個(gè)，得到的網(wǎng)格見(jiàn)圖2。

圖2 吸熱器的網(wǎng)格劃分

模擬所用的幾何模型見(jiàn)圖3。

圖3 吸熱器幾何模型

顆粒在吸熱器的底部流化，吸熱器底部可以被視為顆粒的儲(chǔ)存器，即顆粒在每次循環(huán)后回到吸熱器底部，風(fēng)扇從底部吸入顆粒，使顆粒進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。模擬過(guò)程中離散顆粒在空氣出口處設(shè)置為顆粒不會(huì)隨出口熱空氣逸出，使得顆粒一直留在吸熱器內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng)。設(shè)顆粒的平均粒徑為0.5 mm。氣體入口處溫度為環(huán)境溫度，設(shè)為300 K，頂部側(cè)壁設(shè)置為壓力出口，出口壓力為101 325 Pa，顆粒的初始溫度為環(huán)境溫度?？紤]顆粒的散射和吸收特性，對(duì)流和輻射模型(P1模型)與氣體和顆粒模型進(jìn)行耦合。假設(shè)氣體為理想氣體，溫度為300 K，氣體進(jìn)口的質(zhì)量流量為0.003 65 kg/s。太陽(yáng)輻射通量是根據(jù)試驗(yàn)條件計(jì)算的分布在單位面積上的輻射159 kW/m2，吸熱器壁面條件見(jiàn)表2。

表2 模擬的邊界類(lèi)型

3 結(jié)果與分析

3.1 模擬和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

為了驗(yàn)證CPFD方法模擬流化床顆粒接收器的準(zhǔn)確性，對(duì)試驗(yàn)和模擬的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。太陽(yáng)能吸熱器的軸向不同位置沿中心線的無(wú)量綱軸向速度變化模擬與試驗(yàn)結(jié)果[14]對(duì)比見(jiàn)圖4。其中無(wú)量綱軸向速度可用來(lái)表示吸熱器內(nèi)顆粒的流動(dòng)狀況，用空氣的軸向流速Vf與顆粒的終端速度Vt之比來(lái)定義，理論上，若顆粒能夠被氣體帶動(dòng)流化，此時(shí)的無(wú)量綱軸向速度必須大于1，否則顆粒將克服阻力向下運(yùn)動(dòng)。

圖4 軸向不同位置無(wú)量綱軸向速度變化模擬與試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可見(jiàn)：無(wú)量綱軸向速度由吸熱器底部1.05開(kāi)始增加，在無(wú)量綱高度H＜0.3(H=z/h)時(shí)，由于底部風(fēng)扇引起的擾動(dòng)，無(wú)量綱軸向速度的曲線圖有輕微的波動(dòng)。直到無(wú)量綱高度H為0.5左右時(shí)達(dá)到峰值，這是因?yàn)槭艿轿鼰崞鲀?nèi)置束口引流管出口的影響。然后由于軸向氣體流速逐漸減小，無(wú)量綱軸向速度也隨之降低，在H=0.9時(shí)，無(wú)量綱軸向速度降低至1，隨后無(wú)量綱軸向速度繼續(xù)減小并小于1，顆粒在重力等因素的影響下開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)。對(duì)比數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可知，趨勢(shì)基本一致，且誤差很小，證明該模型對(duì)內(nèi)循環(huán)流化床顆粒流動(dòng)過(guò)程的研究是有效的。

3.2 吸熱器內(nèi)流動(dòng)過(guò)程分析

顆粒體積分?jǐn)?shù)瞬時(shí)分布見(jiàn)圖5。

圖5 顆粒體積分?jǐn)?shù)瞬時(shí)分布

由圖5可見(jiàn)：吸熱器底部相當(dāng)于顆粒儲(chǔ)存器，顆粒從底部開(kāi)始流化，由于風(fēng)扇的作用，顆粒隨著氣體向上運(yùn)動(dòng)，并在束口引流管處聚集，這是由于顆粒上升過(guò)程中碰到內(nèi)置管束的壁面進(jìn)而反彈下落，同時(shí)顆粒又受到向上的升力，使得顆粒在內(nèi)置的引流管內(nèi)大量聚集運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)引流管的引流作用后顆粒繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)顆粒運(yùn)動(dòng)到吸熱器頂部石英玻璃附近時(shí)，底部氣流的作用減小，并且由于束口式頂部空間的限制和顆粒的重力作用，顆粒聚團(tuán)被打散成分散顆粒向兩側(cè)往下運(yùn)動(dòng)，顆粒到達(dá)底部時(shí)又被風(fēng)扇吸取進(jìn)而進(jìn)入再次的循環(huán)過(guò)程。顆粒聚團(tuán)隨著循環(huán)的進(jìn)行在不斷地形成、運(yùn)動(dòng)和打散循環(huán)往復(fù)，此時(shí)，吸熱器內(nèi)流體呈現(xiàn)出非均勻、非穩(wěn)定的復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性。此外，在吸熱器底部容易堆積顆粒，所以顆粒在吸熱器底部濃度較大，且由于底部中心區(qū)域顆粒被不斷地吸取向上運(yùn)動(dòng)，而底部邊緣的顆粒受到的作用力比較小，所以在吸熱器底部邊緣有少量顆粒的堆積。

吸熱器中心截面處的氣體瞬時(shí)速度矢量圖見(jiàn)圖6。

由圖6可見(jiàn)：箭頭所指的方向即為流體運(yùn)動(dòng)的方向。在風(fēng)扇的吸力作用下吸熱器內(nèi)部形成了強(qiáng)烈的強(qiáng)制再循環(huán)流動(dòng)，驅(qū)使空氣和顆粒向上運(yùn)動(dòng)，向上運(yùn)動(dòng)的流體達(dá)到頂部石英窗附近被迫向下流動(dòng)，此時(shí)氣固相間曳力對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的影響較小，由于重力占主導(dǎo)作用，流化氣體會(huì)夾帶著顆粒沿左右兩側(cè)向下運(yùn)動(dòng)，因受到進(jìn)出口氣流的影響在空腔兩側(cè)形成渦流，這種內(nèi)部的強(qiáng)制對(duì)流形成了顆粒氣體混合流動(dòng)。

圖6 y=0.25 m截面顆粒瞬時(shí)速度矢量圖

3.3 吸熱器內(nèi)流動(dòng)過(guò)程分析

為了更直觀地表示顆粒在內(nèi)循環(huán)流化床內(nèi)溫度的變化情況，模擬預(yù)測(cè)的不同高度截面處的顆粒溫度瞬態(tài)分布見(jiàn)圖7。

圖7 不同高度截面處的顆粒溫度瞬態(tài)分布

由圖7可見(jiàn)：顆粒流化初期吸熱器內(nèi)顆粒溫度呈現(xiàn)中心區(qū)域溫度比周?chē)鷾囟嚷缘偷姆植?。這是由于顆粒在吸熱器底部流化，通過(guò)風(fēng)扇導(dǎo)管組合裝置使顆粒集中在吸熱器中心區(qū)域，當(dāng)顆粒到達(dá)吸熱器頂部附近時(shí)吸收高輻射能流溫度升高，并由于氣流和頂部空間的限制，顆粒往周?chē)侣洌藭r(shí)顆粒在中間區(qū)域吸熱后，在頂部下落時(shí)也在吸收熱量，隨著顆粒的下落，顆粒通過(guò)對(duì)流換熱將熱量傳遞給流體，在底部又對(duì)冷空氣與溫度較低的顆粒加熱，然后進(jìn)入下一輪再循環(huán)。因此，在流化初期吸熱器內(nèi)不同高度截面的周?chē)鷾囟纫任鼰崞髦行膮^(qū)域溫度高。

隨著再循環(huán)流動(dòng)的進(jìn)行，吸熱器內(nèi)不同截面的顆粒溫度分布應(yīng)相對(duì)均勻，但在z=0.27 m高度處中間局部出現(xiàn)溫度較高區(qū)域，這是由于顆粒向上流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)碰到內(nèi)置引流管壁面，使少量顆粒會(huì)反彈下落，在內(nèi)置的束口引流管處會(huì)有大量顆粒的聚集，這樣增加了顆粒的停留時(shí)間，輻射能也在內(nèi)部不斷地進(jìn)行反射和折射，使得顆粒充分吸收了輻射能，進(jìn)而使引流管內(nèi)部區(qū)域顆粒的溫度較高。此外，當(dāng)顆粒在吸熱器內(nèi)形成局部聚團(tuán)時(shí)，頂部投射的高輻射能流被該顆粒聚團(tuán)吸收后溫度會(huì)急劇升高，高溫聚團(tuán)顆粒與在聚團(tuán)輻射范圍內(nèi)的氣體進(jìn)行對(duì)流換熱，而超過(guò)聚團(tuán)輻射范圍的氣體幾乎沒(méi)有換熱或換熱相對(duì)緩慢，因而會(huì)形成以聚團(tuán)為中心的局部溫度過(guò)高的現(xiàn)象。流化床顆粒吸熱器內(nèi)時(shí)均顆粒質(zhì)量濃度和時(shí)均氣體溫度軸向分布見(jiàn)圖8。

圖8 時(shí)均顆粒質(zhì)量濃度和氣體溫度沿軸向分布

由圖8可見(jiàn)：吸熱器底部顆粒質(zhì)量濃度較高，隨著高度的增加，顆粒從底部開(kāi)始流化，顆粒質(zhì)量濃度逐漸降低。從溫度曲線可以看出顆粒質(zhì)量濃度高的區(qū)域氣體的溫度也相對(duì)較高，相對(duì)顆粒質(zhì)量濃度較高時(shí)，顆粒和氣體的換熱效果好，所以氣體溫度也會(huì)相應(yīng)升高。而雖然在底部開(kāi)始區(qū)域顆粒質(zhì)量濃度最高，但是氣體溫度卻比較低，這是因?yàn)橐环矫媸艿降撞繗怏w進(jìn)口冷流體的干擾，另一方面從接收器頂部窗口進(jìn)入的太陽(yáng)輻射能在到達(dá)底部時(shí)輻射量較少。

在內(nèi)置的引流管內(nèi)顆粒濃度相對(duì)較高，顆粒與氣體之間有更好的換熱效果，z=0.3~0.5 m區(qū)域是內(nèi)置束口引流管的出口處，由于出口處氣流速度較大，顆粒在此處停留時(shí)間較短，因而會(huì)影響氣固兩相之間的換熱效果，導(dǎo)致氣體溫度在此附近呈下降趨勢(shì)。雖然顆粒濃度在越靠近吸熱器頂部附近逐漸減小，但是由于重力等因素顆粒的速度逐漸減小，在頂部附近停留的時(shí)間相對(duì)也較長(zhǎng)，因而氣體的溫度也隨之升高。

3.4 空氣質(zhì)量流量的影響

不同氣體質(zhì)量流量(qm)下內(nèi)循環(huán)流化床吸熱器內(nèi)顆粒溫度軸向分布時(shí)均圖見(jiàn)圖9。

圖9 不同氣體質(zhì)量流量下顆粒溫度軸向分布

由圖9可見(jiàn)：吸熱器中間區(qū)域顆粒溫度高，吸熱器底部和頂部溫度相對(duì)中間較低，顆粒溫度沿著軸向呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，且在0.3 m附近達(dá)到峰值。這是因?yàn)樵趦?nèi)置的束口式引流管的作用下，一部分上升的顆粒碰到壁面后迫使顆粒在引流管內(nèi)聚集，由于輻射作用，引流管內(nèi)部顆粒溫度上升比較快，同時(shí)也在持續(xù)地與周?chē)臍怏w進(jìn)行換熱，氣體溫度也在不斷升高。此時(shí)內(nèi)置的束口式引流管可以當(dāng)作是一個(gè)小型的吸熱腔體，輻射能在內(nèi)部不斷地進(jìn)行反射和折射，進(jìn)而使顆粒充分地吸收輻射能，形成高溫顆粒。內(nèi)置引流管的束口對(duì)輻射起到了聚焦作用，所以顆粒溫度在該處達(dá)到了最高值。此外，在比較不同氣體質(zhì)量流量下顆粒的溫度時(shí)發(fā)現(xiàn)，增加氣體的質(zhì)量流量會(huì)使軸向的顆粒溫度增加。

3.5 顆粒濃度的影響

太陽(yáng)能吸熱器的熱效率是評(píng)價(jià)其工作性能的重要參數(shù)之一，其被定義為工作介質(zhì)攜帶的熱量與入射太陽(yáng)能的比值。在不同質(zhì)量流量下，出口氣體溫度Tout和熱效率η隨顆粒體積分?jǐn)?shù)的變化見(jiàn)圖10。

圖10 不同質(zhì)量流量下出口氣體溫度和熱效率隨顆粒體積分?jǐn)?shù)的變化

由圖10可見(jiàn)：隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加，出口溫度和熱效率均增加，當(dāng)顆粒體積分?jǐn)?shù)為0.06%時(shí)達(dá)到最大值，隨后出口溫度和熱效率隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而降低。這是因?yàn)殡S著顆粒的增多，更多的太陽(yáng)輻射能被顆粒吸收，然后再傳遞給流體，進(jìn)而使得出口氣體溫度升高。但是若有更多的顆粒在吸熱器再循環(huán)系統(tǒng)中，由于顆粒的不透明性對(duì)鄰近顆粒的遮蔽效應(yīng)更加顯著，這將限制輻射穿透距離并降低吸熱器的凈吸收能力。

3.6 再循環(huán)速率的影響

吸熱器出口溫度和熱效率隨再循環(huán)速率的變化見(jiàn)圖11。

圖11 出口氣體溫度隨再循環(huán)速率的變化

由圖11可見(jiàn)：再循環(huán)速率的增加會(huì)使吸熱器出口溫度升高。但是隨著再循環(huán)速率的增加，出口溫度急劇上升，當(dāng)再循環(huán)率大于0.22 kg/s時(shí)，出口溫度進(jìn)一步升高，這是因?yàn)楦嗟念w粒到達(dá)頂部窗口附近吸收能量，并向下運(yùn)動(dòng)到吸熱器底部的過(guò)程中將能量傳遞給氣流。因此，再循環(huán)速率的增加意味著在同一時(shí)間段內(nèi)有更多的能量被顆粒傳遞到氣流中。然而當(dāng)再循環(huán)速率超過(guò)0.4 kg/s時(shí)，吸熱器的出口溫度會(huì)隨著再循環(huán)速率的增加而降低，這是因?yàn)轭w粒在頂部窗口附近的高輻射能流區(qū)域的停留時(shí)間減少造成的。在入口氣體質(zhì)量流量為0.005 27 kg/s的吸熱器中，顯示出口氣體溫度隨再循環(huán)速率變化的趨勢(shì)相同，這也證實(shí)了再循環(huán)速率的影響。

為進(jìn)一步考察再循環(huán)流的影響，熱效率隨再循環(huán)速率變化的趨勢(shì)見(jiàn)圖12。

圖12 熱效率隨再循環(huán)速率的變化

由圖12可見(jiàn)：吸熱器熱效率具有與出口溫度類(lèi)似的變化趨勢(shì)，存在與最大熱效率相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)再循環(huán)速率。當(dāng)再循環(huán)速率大于0.4 kg/s時(shí)，吸熱器的出口氣體溫度和熱效率均呈現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)。對(duì)顆粒分?jǐn)?shù)的分析結(jié)果表明需要優(yōu)化太陽(yáng)能吸熱器的工作參數(shù)以獲得最優(yōu)性能。

4 結(jié)論

基于CPFD方法對(duì)內(nèi)循環(huán)流化床固體顆粒吸熱器內(nèi)氣固兩相流動(dòng)傳熱特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究，并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比確保模型的有效性。通過(guò)數(shù)值模擬研究了氣體質(zhì)量流量、顆粒濃度、再循環(huán)速率對(duì)吸熱器內(nèi)顆粒流動(dòng)傳熱特性的影響，得到以下結(jié)論。

1)吸熱器底部特殊結(jié)構(gòu)會(huì)使吸熱器內(nèi)部形成強(qiáng)烈的強(qiáng)制再循環(huán)流動(dòng)，并在空腔兩側(cè)形成渦流，不僅加強(qiáng)了內(nèi)部氣固兩相的循環(huán)流動(dòng)效果，而且延長(zhǎng)了氣體在吸熱器內(nèi)的停留時(shí)間，促進(jìn)顆粒與氣體之間的對(duì)流和輻射傳熱。

2)增加氣體的質(zhì)量流量會(huì)使軸向的顆粒溫度增加；隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增大，吸熱器出口氣體溫度和熱效率均增加，吸熱器內(nèi)顆粒體積分?jǐn)?shù)超過(guò)0.06%時(shí)，反而會(huì)造成吸熱器的凈吸收能力和出口氣體溫度降低。

3)再循環(huán)速率越大，吸熱器的出口氣體溫度和熱效率均會(huì)升高，但當(dāng)再循環(huán)速率大于0.4 kg/s時(shí)，吸熱器的出口氣體溫度和熱效率均呈快速下降趨勢(shì)。