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

Гидродинамика и теплообмен в пористых твплообменных элементах и аппаратах большинстве случаев он принимает значения от 0,9 до 1,3- Проведенные ис­ следования в работах [53,63] показали, что при высоких значениях пористо­ сти с увеличением П значения объемного коэффициента теплоотдачи а^, уменьшаются в отличие от влияния П на а^, при меньших значениях порис­ тости, где с увеличением П величины возрастают. Отмеченное влияние пористости для различных областей П показано на рис.2.15. Из рисунка вид­ но, что суш,ествует некоторый диапазон пористости П=0,55 ...0,75, которо­ му соответствует максимальная интенсивность внутренней теплоотдачи в пористых структурах. В этих же работах все опытные данные по внутренней теплоотдаче для структур пористостью более 0,8 были обобщены уравнением подобия: Nu^=0,606Pe^^-'^n--^-'. (2.23) NU,- 3 0 20 1 400 * 4 1 N с CO среднеквадратичной по­ грешностью 6Nu=0,l2. Из (2.23) и рис.2.14 видно, что для высокопористых структур пока­ затель степени при числе Ре меньше, чем для структур ма­ лой и средней пористости, и со­ ставляет 0,56. Ввиду низкой теплопро­ водности металлического карка­ са и ослабления роли внутрипо- рового теплообмена в высоко­ пористых структурах при оцен­ ке интенсивности теплообмена часто возникает необходимость пользоваться не объемным, а эффективным поверхностным коэффициентом теплоотдачи. Этот коэффициент определяется по среднемассовой температуре потока, поскольку основной теплосъем про­ исходит со стенок канала. В работах [14,33,40,84] определялась эффективная теплоотдача воды =q/(T^^, - T f ) . Результаты измерений показали, что поверхностная тепло­ отдача в канале с пористой вставкой зависит от расхода воды - а от перепада давления - Причем в данном случае гидравлическое со­ противление и теплоотдачу измеряли одновременно при заданной тепловой нагрузке. При исследовании процесса теплоотдачи возможно выделить два слу­ чая размешения пористого материала в канале [17,75,81,85-86]: « а 0 , 4 0 , 6 0 , 8 П Рис.2.] 5. Зависимость внутрипорового теплообмена от пористости: 1 - результа­ ты С.В.Белова для пластины единичной толщины; 2 - результаты П.Гротенхьюза и др.; 3 - результаты В.М.Тимофеева; 4 - ре:зультаты A.M.Бойко, В.М.Ерошенко и др.; 5 - результаты Ю.Ф.Гортышова для du=l мм 5 3