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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА НО ИССЛЕДОВАНИЮ ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООТДАЧИ ВКАНАЛАХ С ПОРИСТЫМИ ИНТЕНСИФИКАТОРАМИ ТЕПЛООБМЕНА 2.1. Аналитические и численные решения задач гидродинамики и теплообмена в пористых структурах При фильтрации жидкостей или газов в пористой среде различают три основных вида течения: молекулярное, ламинарное и турбулентное. По­ скольку переход от одного типа течения к другому не имеет выраженных границ, то в пористой среде рассматривают два переходных режима тече­ ния: от молекулярного к ламинарному и от ламинарного к турбулентному. Каждый режим течения в пористой среде обладает характерными особенно­ стями взаимодействия частиц жидкости одна с другой и с поверхностью пор. Основной зависимостью, определяющей режим течения жидкости в порах, принято считать связь между скоростью движения жидкости в порах и градиентом давления в пористой среде. Иногда вместо скорости движения жидкости в порах рассматривают скорость фильтрации жидкости. Большинство выполненных до сих пор теоретических исследований процессов в пористых структурах [1,10-14] основано на применении моди­ фицированного закона Дарен [1,11], связывающего градиент давления, силу тяжести, вязкостное сопротивление пористой среды и влияние сил инерции на гидродинамику течения в пористой среде: gradp = a | i ^w +pp^w^, (2.1) где а и Р - вязкостный и инерционный коэффициенты пористой среды. Вязкостный коэффициент а и коэффициент проницаемости К пористой среды связаны соотношением: а=1/К. Выражение (2.1) описывает ламинарный, турбулентный и переходный режимы течения жидкости в пористой среде при пренебрежении влияния сил тяжести. 2 6