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

Гидродинамика и теппообмен в пористых тепло^^менных элементах и аппаратах Интенсификация теплообмена увеличивается с повышением коэффи­ циента теплопроводности пористого материала и с уменьшением 1/6. По сравнению с каналом без пористого наполнителя увеличение теплообмена в трактах с межканальной транспирацией теплоносителя достигает шестидеся­ ти раз для пористого сетчатого материала из нерл<авеюших стальных сеток. Интенсификация теплоотдачи еще выше для медного пористого материала. При турбулентном режиме движения (Re = 10"^, Рг = 0,71) в трактах с медным пористым сетчатым материалом интенсификация теплообмена достигает двухсот раз, что позволяет рекомендовать этот тракт для использования в высокоэффективных системах тепловой зашиты. На рис.6.3 показаны зависимости показателя теплогидравлической эф­ фективности теплообмена (St/Stpjj)'^(^pjj/^) от числа Рейнольдса для раз­ личных значений пористости наполнителя при использовании пористого сетчатого материала из нержавеющей и медной сеток и отношении 1/5 = 1,42...2,8, где 1 - медный пористый сетчатый материал: 2 - пористый сетчатый материаг[ из сетки П24 (1/6 = 1,56; П = 0,345); 3 -пористый сетча­ тый материал из сетки П60 (1/6 = 1,42; П = 0,368); 4,5,6 - пористый сетчатый материал из сетки ПбО 1/5 = 2,4; П=0,48; 0,37; 0,22 соответствен­ но). Как видно из рис.6.3, тепло­ вая эффективность тракта при турбулентном режиме возрастает 15-кратно при использовании по- роматериала из нержавеющей сет­ ки П60 с П=0,48 и отношением 1/5 = 2,8 и 60-кратно при медном пористом сетчатом материале. Эффективность пористого тракта возрастает с увеличением числа Рейнольдса, пористости сетчатого материала, а также с уменьшени­ ем относительного пути движения теплоносителя. Использование в трактах сетчатого материала с малой пористостью (большим гидравлическим сопротивлением) снижает эффективность теплообмена. Высокая эффектив­ ность тракта с пористой вставкой из сетчатого материала и межканальной фильтрацией охладителя позволяет рекомендовать его для использования в системах тепловой зашиты высокотеплонапряженных конст|эукций и в высо­ коэффективных теплообменных аппаратах. В работах [123-125] проведены экспериментальные исследования воз­ можности уменьшения гидросопротивления при сохранении высокого уров­ ня теплоотдачи в трактах с пористыми вставками из ВПЯМ. Исследования 19 17 15 13 4 0 11 9 7 20 5 3 1 О 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Re Рис.б.З. Эффективность теплообмена в трактах с межканальной транспира­ цией теплоносителя 1 3 8