AbstractThis paper tests a recently developed theory for the thermal conductivity of a packed pebble bed in the presence of a gas, at substantially higher temperatures than previously used to test the theory, by fitting previous measurements on lithium zirconate in helium. The ultimate goal of the theory is the prediction of the thermal conductivity of a packed bed using only parameters that can be measured directly from the particles. The main innovations in the theory are its description of the conduction across the narrow gaps between irregularly shaped particles having several points of contact, in terms of the average gap width and area, and the introduction of a new expression for bridging the change in gas conductivity between the low and high pressure limits. In the case of the lithium zirconate beds, the theoretical fits require a third fitting parameter to take account of the oblateness of these pebbles. The fitted curves then describe very well both the temperature and pressure dependence of the experimental data, and provide reasonable values for all the fitting parameters. The model shows that conduction through the points of contact can be ignored, at least for the small test beds modeled.
本論文は、ペブルベッド（球状充填層）の熱伝導率に関する最近開発された理論を、従来の理論検証時よりも大幅に高い温度条件下で、リチウムジルコネートに対する既存の測定データをフィッティングすることにより検証するものである。この理論の最終的な目的は、粒子から直接測定可能なパラメータのみを用いて、充填層の熱伝導率を予測することである。この理論における主な新規性は、複数の接触点を有する不規則形状粒子間の狭いギャップを介した伝導を、平均ギャップ幅と面積を用いて記述した点と、低圧力極限と高圧力極限の間におけるガス伝導率の遷移を橋渡しする新しい式を導入した点にある。リチウムジルコネート充填層の場合、理論的フィッティングには、これらのペブルの扁平度を考慮するための第三のフィッティングパラメータが必要となる。フィッティングされた曲線は、実験データの温度依存性と圧力依存性の両方を非常に良好に記述し、すべてのフィッティングパラメータに対して妥当な値を与える。このモデルは、モデル化された小さな試験充填層においては、接触点を介した伝導が無視できることを示している。