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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах Сравнивая выражения (2.10) и (2.8) для шаровых засыпок нетрудно убедиться в их совпадении при П = 0,44 (это характерное значение пористо­ сти для шаровых засыпок). После выбора представительного размера пористых структур можно перейти к обобш,ению данных по интенсивности внутреннего теплообмена и замыканию системы уравнений, описываюш,их тепловой режим пористой оболочки с фильтруюш,имся через нее теплоносителем. Литературные данные об эффективной теплопроводности жидкости относятся в основном к шаровым и цилиндрическим засыпкам [2], ш,е- точным и сеточным структурам [42,45]. Значение можно определить из различных эмпирических моделей [1,3,10,27,46,47]. Методы экспериментального определения описаны в работах [2,42,44]. Согласно [2,38], является суммой молекулярного и дисперсного Яд (с учетом перемешивания жидкости) коэффициента теплопроводности. Величина учитывает механизм передачи тепла посредством молекуляр­ ной теплопроводности. Коэффициент Яд отражает дисперсионный механизм переноса тепла. Дисперсия вытекает из перемешивания локальных струй жидкости в извили­ стых сообш,аюш,ихся каналах, образованных каркасом. Перенос тепла при перемешивании стремится уменьшить градиент температуры в твердой фазе. Считается, что процесс носит макроскопический характер. В работе [2] для расчета Яд предложена модель: =kpfCpj.wl, где к - константа, зависяш,ая от типа пористой среды; 1 - длина пути пере­ мешивания; W - средняя скорость течения. При учете эффективной теплопроводности Я^ в исследованиях тепло­ обмена температурный градиент на стенке по-прежнему остается большим [45], а вдали от стенки распределение температуры по толщине канала стано­ вится более равномерным, что соответствует экспериментальным данным. В отличие от других работ, авторы [48] вычисляют Яд аналитически на основе осреднения дифференциальных уравнений с быстро осциллируюш,и- ми коэффициентами. В работе рассматриваются пористые среды различной конфигурации, но при условии d » d j j ( d и djj - средний диаметр перемы­ чек и пор), при этом учитывается конечность скорости теплообмена между жидкостью и пористым каркасом. Результаты теоретических расчетов нахо­ дятся в хорошем соответствии с экспериментальными [2], охватывают ос­ новные случаи и режимы процессов теплообмена в пористых средах с низкой пористостью и малым диаметром пор и позволяют обосновано рассчитывать необходимые коэффициенты перемешивания. 3 9