Экспериментальное исследование гидротермических характеристик пористых теплообменных элементов с изотропной и анизотропной структурой

А. В. Николенко

doi:10.71759/vz5g-7k46

Экспериментальное исследование гидротермических характеристик пористых теплообменных элементов с изотропной и анизотропной структурой

А. В. Николенко

Аннотация

Описано экспериментальное исследование гидравлических и тепловых характеристик изотропного и анизотропного пористых теплообменных элементов. Сравнительный анализ пористых элементов показал, что при специально подобранной структуре анизотропного пористого теплообменного образца возможно увеличение теплосъёма с охлаждаемой поверхности при снижении гидравлических потерь при перекачке теплоносителя по сравнению с изотропным пористым теплообменным элементом.

Ключевые слова

теплообмен, анизотропия, теплопроводность, тензоры проницаемости, пористая структура, эффективность теплосъёма, формула Эргуна, формула Козени-Кармана

Литература

Жукаускас, А. А. Конвективный перенос в теплообменниках / А. А. Жукаускас. — М.: Наука, 1982. — 472 с.

Авдуевский, В. С. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике / Под общ. ред. В. С. Авдуевского, В. К. Кошкина. — М.: Машиностроение, 1992. — 528 с.

Bejan, A. Convection heat transfer / A. Bejan. — NY: JohnWiley&Sons, Inc., 2004. — 673 p.

Lappa, M. Thermalconvection: patterns, evolution and stability / M. Lappa. — Chichester: John Wiley & Sons Ltd., 2010. — 670 p.

Тумилович, М. В. Пористые порошковые материалы с повышенной эффективностью очистки жидких и газообразных сред / М. В. Тумилович, Л. П. Пилиневич // Литье и металлургия. — 2011. — № 4 (63). — С. 60 – 65.

Пелевин, Ф. В. Рекуперативный теплообменный аппарат с пористым металлом для жидкостного ракетного двигателя / Ф. В. Пелевин, А. В. Пономарев, П. Ю. Семенов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2015. — № 6 (663). — С. 74 – 81.

Watanabe, R. Experimental investigation into the heat transfer and pressure drop performance of sintered high porosity media / R. Watanabe, T. Kobayashi, Y. Otomo, A. Akisawa, Y. Ueda, K. Enoki // Applied Thermal Engineering. — 2021. — V. 196. — P. 117284.

Рыдалина, Н. В. Применение пористых материалов в теплообменных аппаратах системы теплоснабжения / Н. В. Рыдалина, Б. Г. Аксенов, О. А Степанов, Е. О. Антонова // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. — 2020. — Т. 22, № 3. — С. 3 – 13.

Mujeebu, M. A. Applications of porous media combustion technology – A review / M. A. Mujeebu, M. Z. Abdullah, M. Z. Abubahar, A. A. Mohamed, M. K. Abdullah // Applied Energy. — 2009. — V. 86, № 10. — P. 1365 – 1375.

Xn, H. J. Review on heat conduction, heat convection, thermal radiation and phase change heat transfer of nanofluids in porous media: Fundamentals and applications / H. J. Xn, Z. B. Xing, F. Q. Wang, Z. M. Cheng // Chem. Eng. Sci. — 2019. — V. 195, № 2. — P. 462 – 483.

Helland, J. O. A multiphase level set approach to motion of disconnected fluid ganglia during capillary-dominated three-phase flow in porous media: Numerical validation and applications / J. O. Helland, J. Pedersen, H. A. Friis, E. Jettestuen // Chem. Eng. Sci. — 2019. — V. 203, № 8. — P. 138 – 162.

Pan, A. A stochastic model for thermal transport of nanofluid in porous media: Derivation and applications / A. Pan, L. Zheng, F. Lin, G. Cheng // Comp. & Mathem with Applications. — 2018. — V. 75, № 2. — P. 1226 – 1236.

Басниев, К. С. Подземная гидромеханика / К. С. Басниев, Н. М. Дмитриев, Р. Д. Каневская, В. М. Максимов. — Москва – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. — 488 с.

Castinel, G. Critered’apparition de la convection naturelle dans une couche poreuse anisotrope / G. Castine, M. Combarnous // Comptes Rendus Heldomadaires des Se’ances de I’Academic des Science. Series. B. — 1974. — V. 278. — P. 701 – 704.

Epherre, J. F. Critered’apparition de la convection naturelle dans une couche poreuse anisotrope / J. F. Epherre // Rev. Gen. Therm. — 1975. — V. 168. — P. 949 – 950.

Kvernvold, P. O. Non-linear thermal convection in anisotropic porous media / P. O. Kvernvold, P. A. Tyvand // J. Fluid Mech. — 1979. — V. 20. — P. 609 – 624.

Ying, J. Anisotropic porous structure modeling for 3D printed objects / J. Ying, L. Lu, L. Tian., B. Chem // Computers & Graphics. — 2018. — V. 70, № 2. — P. 157 – 164.

Dullien, F. A. Porous media: Fluid transport and pore structure / F. A. Dullien. — NY: Academic, 1992. — 576 p.

Lin, S. Steady incompressible laminar flow in porous media / S. Lin, A. Afacan, J. Masliyah // Chem. Eng. Sci. — 1994. — V. 49. — P. 3565 – 3586.

Mauran, S. Application of the Carman-Kozeny correlation to a high porosity and anisotropic consolidated medium: The compressed expanded natural graphite / S. Mauran, L. Rigaud, O. Condevylle // Transport porous Media. — 2001. — V. 43. — P. 355 – 376.

Ландау, Л. Д. Теоретическая физика. В 10 т. Т. VII. Теория упругости / Л. Д. Ландау, Е. М. Лившиц. — М.: Наука, 1987. — 248 с.

ООО НПП «ИнтерПолярис», Референт-лист, interpolyaris.ru / production-list.

SCADA-система ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ, Руководство пользователя. — М.: ПО ОВЕН, 2016. — 662 с.

Тейлор, Дж. Введение в теорию ошибок / Дж. Тейлор. — М.: Мир, 1985. — 272 с.

Neikov, O. D. Handbook of non-ferrous metal powders. Technologies and applicatious / O. D. Neikov, S. S. Naboychenko, N. A Yefimov. — Amsterdam: Elsevier Ltd., 2019. — 943 p.

Попов, И. А. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах / И. А. Попов. — Казань: Центр инновационных технологий, 2007. — 240 с.

Mobedi, M. Forced Convection Heat Transfer Inside an Anisotropic Porous Channel with Oblique Principal Axes: Effect of Viscous Dissipation / M. Mobedi, O. Cekmer, I. Pop // Int. J. Therm. Sci. — 2010. — V. 49. — P. 1984 – 1993.

DOI: http://dx.doi.org/10.71759/vz5g-7k46