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

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах теплоносителя, режима его течения, размера и формы канала. Только проис­ ходящие в материале каркаса структурные преобразования при высоких температурах или больших механических нагрузках приводят к изменению их гидравлических характеристик. Вследствие сложной структуры пористых материалов значения ко­ эффициентова и р могут быть установлены только экспериментально. Показано, что вязкостный и инерционный коэффициенты ВПЯМ за­ висят не только от пористости П, но и от диаметра ячеек dn. В работе [53] получены корреляционные зависимости для вязкостного а и инерционного Р коэффициентов сопротивления ВПЯМ с П=0,8^0,93: Данные зависимости были получены при фильтрации сквозь ВПЯМ потока воды и позволяли рассчитывать уровень гидросопротивления в кана­ лах со вставками из ВПЯМ с точностью 15% при доверительной вероятности Эти зависимости были многократно проверены в последующих иссле­ дованиях при фильтрации сквозь вставки из ВПЯМ воздуха и воды и охваты­ вают весь диапазон режимов течения теплоносителя сквозь пористую вставку: ламинарный, переходный и развитый турбулентный режимы тече­ ния. Следует также отметить, что зависимости были получены в диапазоне изменения характеристик пористой структуры: П=0,83...0,97; dn=0,62...4 мм; L=10...300 мм и гидравлический диаметр канала, в котором устанавлива­ лась пористая вставка, - D=10.. .25,6 мм. Зависимости (4.36) и (4.37) позволяют обобщить экспериментальные данные по гидравлическому сопротивлению в каналах с вставками из ВПЯМ, не имеющих совершенного контакта со стенками канала, с точно­ стью -1-5%...-20% [162-166]. Па рис.4.6 представлено согласование расчета по зависимостями (4.36) и (4.37) и экспериментальным данным. Следует отме­ тить, что анализ влияния трения о стенки канала в данном исследовании при указанном способе установки вставок в канале показал, что составляющая гидросопротивления за счет трения о стенки не превышает 1 % от суммарно­ го уровня гидросопротивления в исследованном диапазоне скоростей теп­ лоносителя. Однако для каналов с вставками из ВПЯМ, имеющих совершенный контакт со стенками канала, расчетные данные, полученные с использо­ ванием (4.36) и (4.37), были в среднем в 2 раза меньше, чем эксперимен­ тальные. Исходя из определения вязкостного и инерционного коэффициен­ тов сопротивления пористой среды и результатов работы [53], по которым а и р являются функцией только пористости и диаметра пор, можно сказать, что указанное различие могло быть вызвано либо увеличением влияния тре­ ния о стенки, либо изменением структуры среды, например закупоркой пор а = 6,16 10Ч"^П-^'^^ Р = 5,61 1-гт -11,2 (4.36) (4.37) 0,95. 9 6