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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах менной гидродинамики нет методов расчета ни скорости диссипации энергии в объеме жидкости при ее струйном и отрывном течениях в каналах сложной формы, ни гидравлического сопротивления таких каналов. Преимущество уравнений (2.15) и (2.16) перед сотнями эмпирических формул заключается в том, что уравнения не содержат «индивидуальных ко­ эффициентов формы», т.е. имеют универсальный вид для любых пористых сред. Роль коэффициента формы играет коэффициент гидравлического со­ противления заданной пористой структуры или непосредственно средняя скорость диссипации энергии. Уравнения (2.15) и (2.16) удобны также тем, что позволяют оценить коэффициенты тепломассоотдачи в пористых средах исходя из данных только гидравлических испытаний. Уравнение (2.15) мо­ жет служить для оценки правильности полученных результатов по теплоот­ даче и, например, выявить заниженную в несколько раз теплоотдачу шаров без всяких на то физических обоснований [74] (причины этого указаны в [73]). Однако здесь требуется дальнейшее развитие и уточнение модели теп­ лообмена, изложенной в работах [60,68], а также учет шероховатости по­ верхности пористого каркаса и выяснения зависимости С от формы пор и коэффициентов тепло- и массообмена. Необходимо отметить, что экспериментальные данные по исследова­ нию пористых структур отличаются противоречивостью, что затрудняет их использование для анализов и инженерных прогнозов. Так например, в рабо­ те [75] отмечается сильная зависимость гидравлического сопротивления сет­ чатых вставок (П=80%) от пористости, а в работе [17] авторы делают вывод, что в каналах с аналогичными вставками гидравлическое сопротивление за­ висит только от массовой скорости потока и относительной протяженности канала. Поперечная диффузия в пористой среде обусловлена перемешиванием жидкости в результате непрерывного изменения направления течения при обтекании твердых элементов пористой среды и образования вихревой структуры потока, характерной для отрывных и струйных течений. Извест­ ны различные методы измерения поперечной диффузии или теплопроводно­ сти жидкости [2,40,45,67]. В работах [40,67] показано, что коэффициент по­ перечной диффузии практически линейно увеличивается с ростом скорости течения воды в соответствии с зависимостью: Эффективная поперечная теплопроводность движуш,ейся среды в этих работах определяется выражением, аналогичным (2.17): Коэффициент ki здесь такой же, как и к в (2.17); а - коэффициент теплопроводности покояш,ейся воды, что значительно меньше конвективной D= kwdg. (2.17) ^ж=^жм+к1рСр\Уёз. (2.18) 5 0