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摘要
填充床内填充料的结构对填充床内的流动与蓄放热性能有重要影响。本工作设计了一种立方体单元结构的填充料，该结构可以有序且稳定地堆积，使得填充床内流体的流动与换热更加均匀。采用数值模拟的方法对所设计立方体单元的换热与流动特性进行了研究，分析了在不同质量流量下，立方体单元内对流换热和压力损失的情况，并将研究结果与传统的小球简单立方堆积结构(SC)和体心立方堆积结构(BCC)进行了对比与分析。分析结果表明：当质量流量小于0.0018 kg/s时，立方体单元的传热系数略低于BCC，但明显高于SC；当质量流量大于0.0018 kg/s时，立方体单元的传热系数迅速增大，明显高于BCC和SC；随着质量流量的增加，其蓄/放热速度也逐渐高于BCC和SC。立方体单元内流体的压降始终介于SC和BCC之间，但随着流体质量流量的增加而增长迅速。通过分析综合换热性能发现立方体单元综合换热性能明显优于BCC，并且在质量流量小于0.0018kg/s时，其综合换热性能为最优。总体研究表明，本工作所设计的立方体单元在换热速度和流动压降两方面具有更好的综合性优势，对有序堆积的填充床的填充料结构提供了一种参考。
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