Попов, Игорь Александрович. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах. Интенсификация теплообмена : монография

Гидродинамика и теплообмен в пориотых теплообменных элементах и аппаратах Рис.1.]. Идеальная пористая среда одного диаметра, длина которых равна толщине пластине [1]. Идеальную пористую среду иногда используют как модель реальной пористой среды. Однако как по строению пор, так и по характеру течения жидкости в порах идеальная пористая среда не подобна реальной пористой среде. Реальная пористая структура имеет сущест­ венные особенности. Поры, как правило, представ­ ляют собой искривленный канал переменного попе­ речного сечения как по форме, так и по размерам; поэтому при описании характера течения жидкостей в порах необходимо весьма осторожно использовать закономерности, справедливые для каналов пра­ вильной геометрической формы. Для установления закономерностей течения жидкостей в порах рядом исследователей предложе­ ны различные модели пористого тела в виде круг­ лых каналов с переменным проходным сечением, каналов с больщим числом сосредоточенных гидро­ сопротивлений (дроссельных шайб, равномерно расположенных по длине канала, щелей различной формы и т.д.). Однако предлагаемые модели не отражают полностью явлений, происходящих в порах при фильтрации жидкостей, и не могут служить расчетной моделью реальной пористой структуры. Течение жидкостей в пористой среде обладает рядом особенностей, обусловленных строением порового пространства; в реальной пористой среде поры представляют собой искривленные каналы с переменной пло­ щадью и формой поперечного сечения; все поры сообщаются меисцу собой поперечными каналами; характерные геометрические размеры пор пере­ менны; возможны различные режимы течения в соседних порах при одина­ ковых градиентах давления жидкости по длине пор, поскольку в любой по­ ристой среде поры распределены по размерам от максимальной до мини­ мальной поры; размеры неровностей на поверхности пор могут быть соиз­ меримы с размерами пор, что приводит к высокой относительной шерохова­ тости поверхности пор; относительная шероховатость поверхности пор за­ висит не только от высоты неровностей на поверхности пор, но и от их раз­ меров, которые, в свою очередь, являются функцией параметров технологи­ ческого процесса, пористости и размеров частиц среды. Особенности строе­ ния порового пространства обусловливают возникновение при течении жидкостей или газов в порах ряда специфических гидродинамических явле­ ний. Основные свойства пористых материалов определяются их простран­ ственной структурой и химическим строением матрицы. Величина пористо­ сти, распределение размеров пор, распределение пор в пространстве и их форма обусловливают такие важнейшие свойства, как прочность, электро- и 9