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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах ДЛЯ описания теплоотдачи и гидравлического сопротивления в гладких трубах, могут использоваться по отношению к этим же процессам, но проис­ ходящим внутри пор пористой структуры. Это касается описания трения и теплообмена в турбулентных потоках. Пористый слой со щелевой структурой близок по структуре к идеаль­ ному пористому материалу. Щелевая структура в отличие от щеточной и вафельной характеризуется одинаковой каркасной теплопроводностью как вдоль, так и поперек потока жидкости, а также отсутствием межканального перемешивания жидкости. При толщине ребер d и шаге расположения S пористость щелевой структуры и ее удельная поверхность вычисляются по формулам n=l-d/S, Fv=2/S, которые дают av=2a/S, аж=Па, где а - теплоотдача на поверх­ ности ребер. Гидравлический диаметр каналов d3=2h/(l-bh/6), где 6=S-d - толщина щели. Поскольку число Рейнольдса Re^wdg/v, где w - скорость в щелях, обычно заключено в пределах 10^^10^, т.е. охватывает как турбу­ лентный, так и ламинарный режимы течения, то величину коэффициента гидравлического сопротивления в гладких каналах можно оценить по фор­ мулам: С К / Re при Re < Re (l,821gRe-l,64)~^ при Re>Re кр' кр- Для турбулентных режимов в шероховатых каналах со средней высо­ той неровностей («песочного» типа) А пригодна формула ? = 0,11 / \0.25 ' L 6 8 ^ Критическое число Рейнольдса, соответствующее смене режимов те­ чения в каналах прямоугольного сечения, изменяется в пределах -"кр" Re „ , = ( l - 2 ) 10 l Числовой коэффициент К в формуле для каналов прямоугольного се­ чения зависит от отношения сторон h/6, изменяясь в пределах от К=56,9 при h/6 =1 до К=96 при h/6 =0°. Численные расчеты коэффициента К для промежуточных значений h/6 аппроксимируются с погрешностью менее 3% предложенной нами формулой К =9 6 - 1 5 6 — , . (l + h/5)^ 4 8