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

Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах Формулы (4.34) и (4.35) получены для RCdncp =20...800, П=0,79-0,94. Отметим, что с увеличением пористости величина уменьшается, однако с П=0,86 это уменьшение практически исчезает. Анализ математической модели показывает, что она содержит некото­ рые эмпирические коэффициенты переноса и сопротивления и не имеет точ­ ного аналитического решения. При расчете температурных полей каркаса пористого материала и фильтруемой жидкости необходимы выражения для расчета коэффициентов а и Р и для расчета ^жэф' ^кэф ^ ^ таюке необ­ ходима зависимость коэффициента теплоотда^ш от стенки к жидкости в при­ стенных порах а^,^. Таким образом, данная математическая модель является полуэмпирической, требующей проведения ряда экспериментальных иссле­ дований. Рассмотренная математическая модель течения и теплообмена в кана­ лах со вставками из ПМ является универсальной, так как позволяет рассчи­ тывать температурные поля каркаса пористого материала с любой структу­ рой. 4.2. Гидравлическое сопротивление в каналах с пористыми иитенсификаторами при вынужденной конвекции Увеличение скорости газов и жидкостей в теплообмеиных устройствах различного назначения сопровождается ростом перепада давления в канале и потерь энергии. Данные потери, как правило, не могут превышать некото­ рого максимального значения, определяемого из экономических и эксплуа­ тационных соображений. В работах [3,10,46] показано, что сложное внутрипоровое простран­ ство, разброс размеров пор и перемычек каркаса приводит к возможности существования различных режимов те*1ения в соседних порах при одинако­ вом перепаде давления. Точное математическое решение уравнения движе­ ния вязкой жидкости через пористую среду практически неосуществимо да^ке при введении упрощающих допущений и линеаризации исходных уравнений. Поэтому в основе исследования гидродинамики течения в по­ ристых структурах лежит эксперимент и получение обобщенных эмпириче­ ских зависимостей. Необходимо отметить, что технология изготовления, структура, геометрия и шероховатость поверхности известных в настоящее время пористых структур настолько разнообразны, что уравнения для гид­ равлического сопротивления, обладающее хорошей точностью, может быть получено только для одинаковых или подобных пористых структур. Для расчета гидравлического сопротивления в каналах теплообменных аппаратов на основе пористых материалов особое значение имеют вязко­ стный а и инерционный р коэффициенты сопротивления, которые являются индивидуальными характеристиками пористой среды и не зависят от типа 9 5