不规则高温颗粒流蕴含的巨大余热尚未实现大量回收利用,立式重力驱动换热器是实现不规则高温颗粒流余热高效回收利用的理想方法,具有广阔应用前景。不规则高温颗粒流内部形态结构对其传热特性起决定作用,但目前尚未建立考虑不规则颗粒流内部形态结构的数值传热模型。本项目拟借鉴分形理论可精确描述不规则颗粒流复杂内部形态结构的优势,研究不规则颗粒流内部形态结构的形成机理及变化规律,探索与其相适应的三维重建数学方法并构建三维计算模型。研究不规则颗粒流的分形热传导路径,构建并求解一维热传导分数阶微分方程,建立将不规则颗粒流内部形态结构考虑在内的分形热传导模型。研究三维重建模型和冷却壁面之间的多孔介质短圆柱搭桥模型,建立考虑不规则颗粒流内部形态结构的分形耦合传热模型。该项目可为不规则高温颗粒流传热研究提供高精度数值计算方法,并有望推广到一般形式的不规则颗粒流,为不规则高温颗粒余热高效回收利用奠定理论基础。