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

гидродинамика и теплообмен б пористых теплообмекных элементах и аппаратах к, =0,ЗП-^'^ лОЛЗ/л л-0-(М чЬ , =0,01П -7.5 Ак Ч^ЖУ / . \-0Л/- \-0,()75 h \ ^^ У К \^ж / (5.44) (5.45) Якр. Вт/м^ 6 - WS1M/C WSO,5M/C wsO. 14м/с 1 •6-1о'']" ft Ь 2~~: ® ^ 4 dp. мм Рис.5.15. Влияние диаметра пор и скорости потока на крити*1еские тепловые пото­ ки: ^ Э О _ образец №5; ДЛА - образец №6; ПШН - образец №7; линии - расчет по (5.43) Зависимости (5.44) и (5.45) справед­ ливы и для канала без пористой вставки при одностороннем боковом подводе теп­ лового потока. В этом предельном случае полагаем П=1, йц=Ь, . В результате ki=0,3 и к2=0,01 - константы, полученные из экспери.ментов на гладком канале. Анализ полученных результатов по­ казывает, что ввиду низкой теплопровод­ ности каркаса исследованные ВПЯМ не оказывают заметного влияния на теплооб­ мен при свободной конвекции и, напро­ тив, существенно интенсифицируют про­ цесс теплосъема при вынужденной кон­ векции за счет эффективного перемешива­ ния потока охладителя в пористой вставке. Необходимо отметить, что измене­ ние диаметра ячейки d „ неоднозначно сказывается на величине Цкр. При малых скоростях течения охладителя при увеличении d,, критические тепловые потоки возрастают, а при высоких ско­ ростях с ростом dr, наблюдается снижение (рис.5.15). Существует диапа­ зон скоростей 0,5...] м/с, в котором величина Цкр консервативна к измене­ ниям d „. Использование приведенных эмпирических зависимостей для распре­ деления температуры в пристенном кипящем слое позволило с высокой точ­ ностью рассчитать тепловое состояние пористого элемента в целом (рис.5.16). Таким образом, в работе [72] впервые приведены и представлены в обобщенном виде результаты экспериментального исследования теплооб- менных и гидравлических характеристик ВПЯМ. При исследовании критических явлений в пористых структурах при высоких тепловых нафузках авторы [163] использовали теорию гидродина­ мической аналогии процессов кипения и барботажа в больщом объеме, кана­ лах и трубах, разработанную в работах [114,115]. Опыты с барботажем по­ зволяют существенно упростить экспериментальную установку, максимально снизить энергозатраты, дают возможность независимо менять такие парамет­ 1 3 0