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

гидродинамика и теплообмен б пористых теплообмекных элементах и аппаратах даюшей наибольшим гидравлическим сопротивлением и наибольшими ко­ эффициентами теплоотдачи. При исследовании критических тепловых потоков в каналах с ВПЯМ было установлено, что возрастание Якр по сравнению с гладким каналом в 1,5-3 раза происходит, во-первых, из-за увеличения коэффициента теплоот­ дачи на поверхности раздела «пористая среда - стенка» в предкризисных ре­ жимах, во-вторых, из-за разделения каркасом поверхности нафева, что пре­ пятствует слиянию отдельных паровых пузырей в пленку, в третьих, из-за передачи тепла вглубь канала по каркасу. Последняя составляющая наиболее заметна при высоких тепловых нагрузках. В опытах была выявлена общая линейная зависимость Цкр от скорости течения охладителя для различных по­ ристых структур. В экспериментах кризис кипения регистрировался по резкому скачку температуры теплонафуженной стенки канала с пористым элементом, когда жидкость перестает смачивать стенку и возникает пленочное кипение. Помимо физических свойств жидкости и гео­ метрии канала на Цк, влияют структур­ ные и теплофизические параметры по­ ристой среды; d, „ Пи ^к- Для описания кризиса теплообме­ на в каналах с ВПЯМ при односторон­ нем боковом подводе тепла использова­ лась формула С.С.Кутателадзе- А.И.Леонтьева (рис.5. J 4). Чкр, Вт/м^ kj+k » Fi Линия - расчет по(5.43) ^ • пустой канал 8 10^^ 2 4 Fr Рис.5.14. Обобщение экспери­ ментальных данных по крити­ ческим тепловым потокам: обо­ значения в табл.5.2 qKp=(k2+kiFr • ) r -wVp«Pn vO,75 1 + 0,1 ' Ж Рп ' Р ж ( T s - Т ж о ) (5.43) где к] - критерий устойчивости двухфазного фаничного слоя при свободной конвекции в больщом объеме кипящей жидкости; к2 - критерий устойчиво­ сти двухфазного граничного слоя при вынуисденной конвекции; г - скрытая теплота парообразования; р^, - плотность пара; Ts - температура насыщения; Fr = w-y/p^/[gCT{p3^ ~Рп)] ~ модифицированное число Фруда; g - ускорение силь[ тяжести; а - коэффициент поверхностного натяжения. Было установлено, что ki и кг существенно зависят от названных выше режимных, структурных и теплофизических параметров. С помощью анали­ за размерностей была произведена регрессионная сортировка опытных дан­ ных, которая позволила получить следующие безразмерные корреляции для к] и кл: 1 2 9