单一颗粒流分形模型及有效热导率计算 1997.pdfVIP

第 25 卷 第 11 期　　　　　华　中　理　工　大　学　学　报　　　　　　V o l. 25　N o. 11 1997 年　11 月　　　　　　J. H u azhong U n iv. o f Sci. T ech. 　　　　　　　N ov. 　 1997 单一颗粒流分形模型及有效热导率计算 张　智　张端明　郁伯铭　张新宇 (物理系) 摘　要　首次提出了颗粒流中粒子的分形模型, 得到粒子在不同分维下的分形分布, 并和麦克斯韦分布进行 比较, 分析了两种分布产生差异的物理机制. 在此基础上研究了单一颗粒流的有效热导率, 得到其解析表达 式, 并分析了有效热导率随粒子温度、粒子分维的变化规律. 关键词　有效热导率; 分维; 分形分布 分类号　O 359; O 4 11 　　颗粒流广泛出现在采矿、食品加工、制药的运 由 分 形 的 基 本 定 义, 按 尺频 ( size 输过程中. 从现有文献来看, 对颗粒流的研究主要 frequ en cy) 关系, 颗粒分布遵循以下形式[3 ] : [ 1 ] ( ) ( ) - D ( ) 是运用密气体运动学理论 , 把颗粒视为大小相 YN r t = 1 - n0 rrm ax , 2 等、表面光滑的球, 不计颗粒的大小和表面形状对 式中, ( ) 表示尺寸小于 的粒子数 与系统 YN t r N r r 颗粒流性质的影响. 由于研细颗粒的形成过程是 总粒子数N 之比;D 为粒子的分维; rm ax 为粒子的 随机的、无序的, 形成的颗粒大小不相等、表面不 最大特征尺寸; 0 表示尺寸为 m ax 的粒子数密度. n r 光滑, 传统的方法很难描述. 若干类颗粒的大小和 由于N r 和N 都很大, YN ( r) 也表示尺寸小于 r r