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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах 7.3. Теплоотдача в каналах с упорядоченным пористым материалом Исследование средней эффективной теплоотдачи в каналах с УПМпро­ изводилось на экспериментальном стенде, описанномв параграфе3.3 (рис.3.11-3.13) притечении воды. В эксперименте исследовались вставки з УПМ,выполненные из различных материалов с различной пористостью (табл.7.1), длиной 3 0мми размером поперечного сечения 8 x 8мм. Вставкис­ следовались приразных условиях установки в канал. Образцы с 1 по14иссле­ довались приустановке безидеального к нтакта, затем вставки с 1по11иссле­ довались приустановке сидеальным контактом состенкой канала. Обобщение по эффективной теплоотдаче дляразличных условий уста­ новки проводилось раздельно. Вс евставки приразличных условиях установкисследовались в следую­ щемдиапазоне определяющих параметров: Reo=1 , 5 - 1 0 1 . .М0 ^ П=0,512 ...0,86; dn=1,5...3,5 мм; 1^=0 , 4 . . . 700 . Вс еисследования проводились прииспользовании одного теплоносителя. Поэтому влияние числаПрандтля Ргнатеплоотдачу былопринято аналогич­ нымвлиянию притурбулентном режиме течения водыв гладком пустом кана­ ле .Турбулентный режим течения приданных числахR CD В канале сУПМ под­ тверждается характерным расположением экспериментальных точек нарис.7.5 приопределении коэффициентов с противления УПМ. Исследования теплоотдачи в каналах сУПМ подтвердили значительную интенсификацию теплоотдачи в каналах совставками, неимеющими идеально­ г оконтакта. Интенсификация теплоотдачи составила дляусловия установки без идеального к нтакта приRe=1500 о т1,5д о5 разв зависимости отпористости и приRe=10000 о т 1,43д о4,64разв зависимости о тпористости (рис.7.7). Уста­ новлено, чтотеплообмен в каналах с УПМ, неимеющим идеального контакта состенками, пропорционален Re °'^''^. Определение влияния пористости натеп­ лоотдачу проводилось пооценкам атематических ожиданий в группах дляка­ ждого значения пористости. Установлено, чтокоэффициент теплоотдачи для Q данного способа установки вставок в канал пропорционален П~' . В процессе исследования былообнаружено влияние диаметра порнатеп­ лоотдачу. Поры вУПМрасположены так,чтообразуют сквозные каналы с раз­ мером, равным dn,которые характерным образом влияют наполераспределе­ нияскоростей потока. Какуказывалось ранее, вомногих работах отмечается отсутствие влияния теплопроводности материала каркаса пористого материала приспособе уста­ новки вставок в каналбезидеального контакта. ДляУПМ такая зависимость выявлена: коэффициент теплоотдачи зависит о тотносительной теплопроводно­ стикаркаса УПМ пропорционально (Хк/?1ж)°'°^^ Этосвязано с тем,чтоэлемен­ т ыкаркаса УПМ болеемассивны, например посравнению с элементами карка­ 1 9 7