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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах T s - T q Яст ~ '^ст'^рж ' (5.23) ^Р W — W " max " где Тст - напряжение трения на стенке; Wmax - скорость в ядре потока; w - скорость на границе T=Ts. Преобразуя (5.23), получим выражение для безразмерного коэффици­ ента теплообмена: Nu QpT, St = = — = J - , (5 24) RePr p^wCp^(T,-T) U w ^ ^ - w где ^ - коэффициент гидравлического сопротивления. Подставим (5.21) в (5.24): 24АТ(;^Хжм BpжWCp^AT, V8Aw (5.25) Здесь Aw = W - W; AT, = Т, - То; V, = . Отсюда следует, что зная распределение скоростей в канале с пористой вставкой и закон сопротивления, можно вычислить диаметр парового пузы­ ря. Профиль скорости в канале определим с помощью полуэмпирической теории турбулентности Прандтля. При этом поток отделяется от пористого каркаса и рассматривается отдельно, а возмущение, вносимое каркасом в ви­ де перемешивания жидкости, учитывается путем задания логарифмического закона распределения скорости в канале. Логарифмический закон распреде­ ления скорости полагаем справедливым вплоть до оси канала. Тепловое воз­ действие каркаса учитывается через среднемассовую температуру потока, которая остается такой же, как и в канале со вставкой. Анализ уравнений Павье-Стокса для стационарного стабилизирован­ ного турбулентного потока несжимаемой жидкости в канале дает линейное распределение касательного напряжения по высоте: dXf dP = (5.26) dy dx Итак, для стабилизированного течения: '^t '^ст / л 1 - ^ , Уо, (5.27) 118