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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах 2.3. Актуальность проведения исследований гидродинамики и теплообмена в каналах с высоконористыми материалами Создание конкретных ТА и ПТЭ требует разработки соответствующих методологий, методик и программ оптимизации, их сравнительного иссле­ дования, экспериментальна проверки их надежности. Расчет и оптимизация ТА и ПТЭ на основе ВПЯМ возможны лить при детальном представлении о тепломассообмене и гидродинамики в пористых структурах, которые, кро­ ме надежных математических моделей и программного обеспечения, предпо­ лагают наличие надежных данных и методик расчета пограничных тепловых слоев, теплоотдачи и гидросопротивления в каналах с ВПЯМ. Решение поставленного вопроса о создании достоверной методики расчета ТА на основе ВПЯМ требует проведения широкого круга исследо­ ваний по изучению теплогидравлических характеристик пористых структур, влияния на них различных геометрических и режимных параметров с целью разработки физико-математической модели течения и теплообмена. Тепло­ вой и гидравлический расчет теплообменных аппаратов на основе пористых структур проводится с помош,ью уравнений сохранения массы, импульса сил и энергии с соответствуюш,ими начальными и граничными условиями. Математическая модель в обш,ей постановке достаточно сложна и не имеет точного аналитического решения. Потому вводятся различного рода допуш,е- ния и эмпирические зависимости для коэффициентов переноса, входятттих в уравнения и граничные условия. Таким образом, необходимы обширные экспериментальные исследования для получения информации о гидравли­ ческом сопротивлении, механизме и интенсивности теплопереноса при дви­ жении охладителя в пористых структурах для замыкания математической модели. Исходя из этого анализ литературных источников проводился с точки зрения выявления современного состояния и проблем в решении следуюш,их задач: 1. Разработка надежных математических моделей и теоретические ис­ следования задач гидродинамики и теплового состояния ПТЭ. 2. Результаты исследования гидравлического сопротивления и тепло­ отдачи в каналах с ПМ, теплового состояния ПМ и теплоносителя, текуш,его сквозь него. 3. Принципы, модели, конкретные удачные конструктивные решения и результаты оптимального проектирования ПТЭ и ТА на основе ПМ. Анализ по первому направлению показал: • теоретический анализ течения и теплообмена теплоносителя в кана­ ле, заполненном пористой средой, проводится, как правило, на основе ис­ пользования уравнений сохранения массы, импульса сил и энергии с соот- ветствуюш,ими начальными и граничными условиями, с привлечением раз­ личных эмпирических и полуэмпирических зависимостей для коэффициен­ тов переноса. Однако суш,ествуюш,ие разработанные математические модели 6 0