加热卷烟复合传热过程的数值模拟

TS452; 为了揭示加热卷烟在抽吸过程中的传热机理,建立了基于多孔介质的气体流动模型与气固两相局部热平衡传热模型,模拟烟具和烟支复合情况下加热卷烟在抽吸过程中的温度分布,采用红外热成像法检测烟具表面温度及采用热电偶检测烟支各功能段出口温度来验证传热模型的精确性.结果表明:①烟具表面最高温度实测值与模拟值误差小于5℃,说明所建模型准确性较高;②烟支各功能段中心位置出口温度实验值和模拟值的总体趋势一致,但数值上存在差异,主要原因是在实际抽吸时烟支加热产生的高热容的气溶胶在流动过程中发生传质现象;③加热卷烟温度场和气流场模拟结果显示,烟具温度的分布不均匀,局部区域温度过高,上部靠近烟支处温度最高,...

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Published in烟草科技 Vol. 57; no. 2; pp. 61 - 69
Main Authors 张智轩, 李志强, 尹献忠, 张霞, 黄朵朵, 刘雪萍, 金心妍, 孙志伟, 张展, 李世卫, 宋伟民, 李倬, 韩敬美, 王乐, 李斌
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河南中烟工业有限责任公司技术中心,河南郑州经开第三大街8号 450000%云南中烟工业有限责任公司技术中心,云南昆明红锦路367号 650231%中国烟草总公司郑州烟草研究院,河南郑州枫杨街2号 450001%湖南中烟工业有限责任公司技术中心,湖南长沙劳动中路386号 410072 01.02.2024
Subjects
加热卷烟
温度场
Heated tobacco product
复合传热
Combined heat transfer
Numerical simulation
Temperature field
数值模拟
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ISSN1002-0861
DOI10.16135/j.issn1002-0861.2023.0153

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Summary:TS452; 为了揭示加热卷烟在抽吸过程中的传热机理,建立了基于多孔介质的气体流动模型与气固两相局部热平衡传热模型,模拟烟具和烟支复合情况下加热卷烟在抽吸过程中的温度分布,采用红外热成像法检测烟具表面温度及采用热电偶检测烟支各功能段出口温度来验证传热模型的精确性.结果表明:①烟具表面最高温度实测值与模拟值误差小于5℃,说明所建模型准确性较高;②烟支各功能段中心位置出口温度实验值和模拟值的总体趋势一致,但数值上存在差异,主要原因是在实际抽吸时烟支加热产生的高热容的气溶胶在流动过程中发生传质现象;③加热卷烟温度场和气流场模拟结果显示,烟具温度的分布不均匀,局部区域温度过高,上部靠近烟支处温度最高,抽吸结束后温度达到85℃;抽吸时烟支中空段和气流入口处流速最大,气流流动区域没有贴近烟具外壳会降低进口冷气流对烟具表面的散热效果;④加热卷烟散热速率计算结果显示,在整个抽吸过程中,烟具外表面散热速率随时间变化平缓上升,烟支暴露部分外表面散热速率随时间呈"锯齿形"上升,总散热速率最大约为0.95 W.
ISSN:1002-0861
DOI:10.16135/j.issn1002-0861.2023.0153