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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах Существует несколько иной подход [51]. Перемешивание жидкости в сообщающихся порах определяет эффективную (турбулентную) диффузию Вж и теплопроводность рСрВж жидкости. Можно установить взаимо­ связь между эффективной теплопроводностью жидкости в пористой среде и ее гидравлическим сопротивлением в виде: ^ ж= ^ o + E ^ pWфC p , где Е=10±2 - безразмерный численный коэффициент; Хо - теплопровод­ ность покоящейся жидкости в пористой среде. Формула удобна тем, что позволяет оценить эффективную теплопро­ водность жидкости в пористой среде с любой структурой по данным гид­ равлических испытаний. Практически во всех исследованиях, за исключением работ [19,20,45], рассматривается стержневой режим течения, т.е. скорость, рассчитанная по расходу и площади проходного сечения канала, постоянна. Поэтому для пра­ вильного учета большого температурного градиента около непроницаемой стенки в таких случаях использовались эмпирические коэффициенты тепло­ отдачи [40,49]. Полученные при этом результаты достаточно хорошо согла­ суются с соответствующими экспериментальными данными, но в основном относятся к той или иной конкретной установке (каналу). Необходимо отметить, что все теоретические исследования темпера­ турного состояния систем пористого охлаждения, основанные на аналитиче­ ских решениях, применимы лишь к линейным задачам для тел канониче­ ской формы. Для получения решений в более сложных случаях с учетом пе­ ременности профиля скоростей и тепловых нагрузок обычно применяются численные методы [19,22,39,50]. Однако аналитические решения при всех прочих равных условиях более удобны для качественного анализа влияния различных факторов на процессы тепломассопереноса. Теплопроводность пористого каркаса (не заполненного жидкостью) прямо пропорциональна теплопроводности его материала Х.М и при извест­ ной пористости каркаса П, согласно В.В.Скороходу, не превышает вели­ чину: Хк< (1 - П) А,м. Наибольшая теплопроводность каркаса характерна для вафельной, щеточной и щелевой структур. Для спеченных зернистых, волокнистых и сетчатых материалов, а также для трубчатых структур чаще применяют формулы [51]: 4 0