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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах • В работах почти всех авторов делается разграничение данных по эф­ фективной теплоотдаче в каналах с ПМ, имеющих и не имеющих совершен­ ных термического и механического контактов со стенками; • существует ограниченное количество работ, посвященных исследо­ ванию теплоотдачи на границ между пористым слоем и стенкой; в основном они относятся к ПМ малой и средней пористости. Данные исследования для высокопористых структур имеются лишь в нескольких работах. Работы в данном направлении отличаются своей противоречивостью по влиянию на теплоотдачу различных параметров. В ряде исследований показано, что теп­ лопроводность материала каркаса ПМ влияет на теплоотдачу в степени 0,5, что удовлетворительно согласуется с теорией оребрения. Эти работы отно­ сятся к исследованиям ПМ с пористостью до 0,6. Однако существуют рабо­ ты, где такое влияние теплопроводности материала ставится под сомнение и утверждается, что с ростом пористости это влияние должно уменьшаться; • в настоящее время существует весьма ограниченное количество ра­ бот, посвященных одновременному исследованию теплообмена и гидроди­ намики в каналах с ПМ, имеющих и не имеющих совершенного контакта со стенками каналов. Показано, что ПМ, имеющие совершенный контакт со стенками, более значительно интенсифицируют процесс теплоотдачи на гра­ нице пористый слой - стенка (в 3-100 раз), чем подобные же структуры, но не имеющие данного контакта. Это различие наиболее сильно проявляется при малых массовых скоростях и уменьшается с их ростом; • несмотря на то что в патентной и научно-технической литературе имеется большое количество работ, посвященных использованию различных методов уменьшения гидросопротивления в каналах с ПМ, практически не имеется рекомендаций, методик и просто зависимостей для расчета теплоот­ дачи и гидросопротивления в указанных условиях, что значительно сдержи­ вает использование ПМ в традиционных отраслях промышленности, таких как энергомашиностроение, теплоэнергетика и нефтехимия. Здесь имеются лишь рекомендации, полученные в МГТУ, и результаты численных исследо­ ваний К.Вафаи; • в целом необходимо отметить, что доказана высокая эффективность применения в ТА пористых структур в качестве интенсификаторов теплооб­ мена. Анализ по третьему направлению показал: • теоретический анализ течения теплоносителя в канале, заполненном пористой средой, проводится, как правило, на основе использования уравне­ ний сохранения массы, импульса сил и энергии с соответствующими началь­ ными и граничными условиями с привлечением различных эмпирических и полуэмпирических зависимостей для определения коэффициентов переноса; • до сих пор не имеется общего мнения по пониманию характера рас­ пределения скоростей в канале с пористой вставкой; • в настоящее время разработаны математические модели по теплооб­ мену и течению в пористых структурах. 6 2