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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах При задании граничных условий принимается, что все поглощенное тепло сначала передается каркасу. Подобное условие не учитывает поглоще­ ние тепла жидкостью, примыкающей к стенке, за счет теплоотдачи и спра­ ведливо для высокотеплопроводных пористых структур малой пористости. Решение системы (2.6) осуществлялось методом интегральных преобразова­ ний Лапласа. Такая же задача о теплообмене в обогреваемом канале (при заданной плотности теплового потока на стенке) с пористым металлическим наполни­ телем при течении однофазного охладителя с учетом разности температур наполнителя и жидкости и переноса тепла в охладителе решена в работе [41]. Полученное в ней общее решение позволяет определить относительную ин­ тенсивность теплоотдачи при использовании пористых наполнителей в зави­ симости от режимных параметров, совокупности теплофизических свойств наполнителя и охладителя и структурных характеристик пористого материа­ ла. Расчет теплового состояния пористого слоя конечной толщины при до­ пущениях, аналогичных принятым в работе [42], осуществлен в работе [43]. Система уравнений была записана в виде: 0 = ^ - . ^ - « v ( T K - T J ^ 2 P > K V « ^ =a v ( T K - T » , ) + 4 » ^ И решалась аналитически. Решение получено в виде ряда. Здесь и Хдф - Тж гомогенизированные коэффициенты теплопроводности каркаса и жидкости вдоль оси у, причем под Хдф понимается эффективная теплопроводность тЖ ЖИДКОСТИ с учетом ее перемешивания. Типичная двумерная задача охлаждения теплонагруженной стенки рассмотрена в работе В.В.Харитонова [51]. В работе определяются темпера­ туры каркаса и жидкости в плоском однородном пористом слое толщиной h и длиной 1, нагреваемом в плоскости z =0 тепловым потоком q и охлаждае­ мом однофазным теплоносителем, который движется плоскопараллельным потоком со скоростью фильтрации \ ¥ ф (рис.2.3). Нижняя поверхность слоя z = h теплоизолированна. Толщина слоя и размер частиц каркаса малы по сравнению с длиной и толщиной пористого слоя. Перенос тепла от нагреваемой стенки вглубь пористой среды осуще­ ствляется в общем случае благодаря теплопроводности каркаса Х.К и жидко­ сти Х.Ж, причем эффективная теплопроводность жидкости может значитель­ но превышать молекулярную теплопроводность за счет эффекта перемеши­ вания в сообщающихся порах. 3 1