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

Гидродинамика и теплообмен в пориотых теплообменных элементах и аппаратах Однако основным недостатком таких ТА является высокий уровень гидравлического сопротивления, являющийся следствием неблагоприятного в аэродинамическом отношении проф^гля обтекания. Устранению этого не­ достатка способствует применение в качестве пористого материала набора сеток, выполненных из листа с фигурными отверстиями, образованными перемычками [а.с. № 561073 (СССР, 1977)]. Реализуется условие высокой пористости, способствующее уменьшению гидравлического сопротивления. Теплопередача в таком ТА осуществляется следующим образом: горячий теплоноситель а (рис.1.21), проходя по каналам 4 пакета и обтекая сетки, передает им тепло (конвективный теплообмен). Тепло, получаемое сетками за счет теплопроводности, передается в каналы 5, по которым проходит и нагревается при обтекании холодный теплоноситель в. Применение сетча­ тых структур позволяет также снижать весогабаритные характеристики ТА. Другим примером применения пористых структур в каналах ТА яв­ ляется противоточный газовый теп­ лообменник [а.с. № 512364 (СССР, 1971)], в кожухе которого размеща­ ются пакеты пористых матриц, раз­ деленных проставками, образую­ щими каналы для холодного и го­ рячего потоков. Но в указанном те­ плообменнике происходит снижение коэффициента теплопередачи по длине канала из-за изменения теп- лофизических параметров потока. Этот недостаток был устранен в а.с. № 731263 (СССР, 1980), авторы ко­ торого предложили (рис. 1.22) в те­ плообменнике данного типа выпол­ нять матрицы с переменной порис­ тостью, уменьшающейся в направ­ лении движения горячего потока по ступенчатому закону. Уменьшение пористости матриц в канале способ­ ствует сохранению постоянной ско­ рости потока по всей длине канала. Аналогичным образом сохраняется по­ стоянной и скорость холодного газа, так как одновременно с нагреванием газа в смежном канале пористость матриц по ходу его движения увеличи­ вается. Неизменность скоростей холодного и горячего потоков способствует выравниванию коэффициента теплопередачи по длине каналов и интенси­ фикации теплообмена в целом. i J * s • г . . » » — ^ fl Рис. 1.22. Противоточный газовый теплообменник: 1 - кож^х, 2 - мат­ рица; 3,4 - каналы для холодного и горячего теплоносителей; 5,6,7,8 - патрубки; 9 - проставки 2 4