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

Гидродинамика и теплообмен в пориотых теплообменных элементах и аппаратах Отсюда получается выра^кение для расчета местной теплоотдачи [5J ]; Попытка создания универсальной модели теплообмена в системах про­ никающего охлаждения предпринята в работе [167]. Реальные пористые структуры представляют собой набор повторяющихся элементов типа по­ рошков или волокон, средний линейный масштаб dp которых можно считать заданным. Свободное пространство между этими структурообразующими элементами, характеризующееся величиной пористости П. представляет со­ бой систему поровых каналов, по которым может фильтроваться охлаждаю­ щий газ (или жидкость). Если по аналогии с трубами определить гидравли­ ческий диаметр поровых каналов d,, ® как отношение суммарного обьема пор к площади омываемой поверхности, то в монодисперсной шаровой засыпке этот линейный размер будет иметь следующий вид; Это выражение можно считать пределом, к которому линейный мас­ штаб реальных поровых каналов будет стремиться в том случае, если части­ цы имеют одинаковый размер, а площадь их контактных пятен стягивается в точку. В процессе формирования пористых структур исходные частицы мо­ гут дробиться и деформироваться, что делает оценку d,KB по формуле (2.8) весьма приближенной. На практике самой адекватной характеристикой структуры проницаемых материалов является, по-видимому, перепад давле­ ния АР по толщине пористого слоя 1, который зависит от расхода фильт­ рующегося газа, его вязкости и плотности, а также эмпирической константы (проницаемости К = 1/а). Аппроксимационное соотношение, связывающее проницаемость К со средним диаметром частиц dp и пористостью П для большого набора засыпок, предложенное С.Эргун, имеет вид: thH Hn=i )I;(]+^iJ;) 1 2 ^ — = "777 +7 7 1 - Г - Т (2.9) Если допустить, что dj^g-VK , то при наличии аппроксимации (2.9) и идеального предела (2.8) получим: d3KB =12VK. (2.10) 3 8