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Numerical analysis model for thermal conductivities of packed beds with high solid-to-gas conductivity ratio

ペブル充填層の熱伝導率の数値解析モデル

菊池 茂人*

Kikuchi, Shigeto*

ペブル充填層の実効熱伝導率の数値解析では、これまで、ペブルが正方格子状に規則配列した場合のユニットセルでモデル化しており、ランダム配列を考慮していないにもかかわらず、測定結果に一致してしまい、この解明が課題であった。また、ペブル充填層の熱伝導率が容器壁近傍で減少することが測定されていたが、その物理的説明が不十分であり、数値解析モデルも存在しなかった。本研究では、ランダムペブル充填層の熱伝導率は、従来のユニットセルの約2倍と評価した。また、壁近傍で熱伝導率が減少する原因は、壁近傍でペブル同士の接触点の数が減少すること、及び容器壁の熱伝導率が有限な大きさであることを示し、容器壁を含むことを特徴とする解析モデルを提案した。壁近傍熱伝導率とパルク領域の熱伝導率比を、文献をもとに測定値と比較し、本解析モデルの妥当性を検証した。

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