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

Гидродинамика и теплообмен в пориотых теплообменных элементах и аппаратах q о, ГГГП' .X о т р. W . h h б а Z Z Рис.2.3. Схемы охлаждаемого пористого слоя (а) и профттей температуры каркаса и жидкости (б) Перенос тепла вдоль слоя осуществляется преимущественно двии<у- щейся жидкостью так, что эффектом теплопроводности жидкости и каркаса в этом направлении можно пренебречь по сравнению с эффектом конвек­ ции. Такое предположение наиболее точно выполняется в случаях щеточной и вафельной систем охлаждения. Распределение скорости жидкости по толщине пористого слоя можно считать однородным (не зависящим от ко­ ординаты z) и пренебречь ее изменением в достаточно узких пристенных зонах. Свойства теплоносителя и материала каркаса можно принять не зави­ сящими от температуры, так как перепады температуры в зеркалах должны быть малыми. В каждой точке (x,z) гомогенизированного пористого слоя температура каркаса TK(X,Z) превьгщает температуру жидкости T,K(X,Z). В этих условиях простейшие уравнения нестационарного теплопереноса по каркасу и жидкости принимают вид В этих уравнениях; т - время, отсчитываемое от начала облучения зеркала; Ск =(1-П)(рс)тв и с» = Пс - теплоемкости каркаса и исидкости в расчете на единицу объема пористой среды; П - пористость каркаса; р и с - табличные значения плотности и теплоемкости теплоносителя и твердого тела (ТВ); и - эффективные теплопроводности каркаса и жидкости. 11ервые члены в уравнении теплопереноса характеризуют скорость изменения теплосодержания в каркасе и жидкости соответственно в резуль­ тате нестаиионарности процесса теплообмена. Первые слагаемые в правой части характеризуют поперечный перенос тепла за счет теплопроводности. Коэффициенты теплопроводности каркаса и жидкости численно рав­ ны теплопроводности пористого слоя (в направлении оси z), когда в нем нет жидкости (Яж=0) и соответственно когда жидкость обтекает нетеплопро- (2.7) 3 2