Теплообмен и фильтрация в пористых элементах транспортно-технологических устройств с несущей прослойкой

• Автор: Чаплин, Денис Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ГЛАВА 1. ПОРИСТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ТРАНСПОРТНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ

1.1. Использование пористых элементов в транспортнотехнологических устройствах

1.2. Модели пористых структур

1.3. Теплообмен и фильтрация в пористых теплообменных элементах транспортно-технологических устройств

1.4. Цели и задачи исследования

ГЛАВА 2. ТЕПЛООБМЕН В ПОРИСТЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

2.1. Дифференциальные уравнения теплопереноса

2.2. Дифференциальные уравнения теплопереноса для плоской стационарной задачи с постоянными теплофизическими свойствами

2.3. Граничные условия

2.4. Предельные случаи теплопереноса в системе «пористое тело
- фильтрующаяся среда»
2.5. Приближенная оценка решения
ГЛАВА 3. НЕЛИНЕЙНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ В ПОРИСТЫХ
ЭЛЕМЕНТАХ БЕСКОНТАКТНЫХ ЛОТКОВ
3.1. Нелинейная изотермическая фильтрация
3.2. Метод решения задачи изотермической степенной фильтрации
3.3. Решение краевой задачи нелинейной фильтрации в
составном лотке

3.4. Деформационное управление проницаемостью пористого
тела
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ В
ПОРИСТОМ ТЕЛЕ
4.1. Особенности гидродинамических измерений в пористых структурах
4.2. Техника и методика проведения эксперимента
4.3. Обработка экспериментальных данных
4.4. Устройство для мелкосерийного производства строительного декора из гипса
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
П -пористость; со — объем;
соЭф - эффективное поровое пространство;
<1 - характерный размер микроструктуры, диаметр;
Я - радиус сферической гранулы, газовая постоянная; а -радиус площадки контакта сферического тела и плоской поверхности контакта;
Б - площадь поверхности пневмоячейки;
Б- сила тяжести;
т - масса гранулы;
g — ускорение свободного падения;
go -удельный поток массы фильтрующейся среды;
Утр - коэффициент трения материала сферической гранулы; а - коэффициент теплоотдачи;
% - безразмерный комплекс параметров фильтрации; к=а/р- коэффициент фильтрации, коэффициент упругости;
^г) - распределение пор по размерам;
Яак - автокорреляционная функция;
V - физическая скорость; и - скорость фильтрации; р - давление;
Др - перепад давления;
ц - коэффициент динамической вязкости, коэффициент Пуассона; ^-коэффициенттеплопроводности, параметр Фурье, отклонение потока от вертикального направления;
/ -длина порового канала;
Яз - гидравлический радиус порового канала;
8 - коэффициент извилистости, толщина стенки;
цию, при п=1 квадратичную фильтрацию. С учетом (2.63) уравнение (2.62) запишется
Для установившейся осесимметричной фильтрации можно ввести функцию тока цг, определяемую выражениями:
В случае плоской фильтрации выражения, определяющие функцию тока, запишутся аналогично (% играет роль координаты х в прямоугольной системе, С, роль координаты у).
Перейдя в уравнении (2.64) к криволинейным ортогональным координатам "р-у", имеем:
д ' эг' і д V1
др X л 1 дР) “Г ч X ЗУ;
Здесь у = (1ол/арт ; у=1 в случае осесимметричной фильтрации, у=0 в случае плоской фильтрации.
Это уравнение было впервые получено В.И. Ворониным и А.Н. Глуша-ковым [19] из рассмотрения теплового баланса пористой системы на основании гипотезы температурного равновесия; его решение должно удовлетворять граничным условиям для Т{р, гр), соответствующим исходным для Т(т, X, д) или Т(х, у). Подробный анализ различных случаев решения этого уравнения выполнен в работах [20, 29, 73, 107].
4. А Ф 0; В Ф 0; Ь = 0. Учитывая (2.36), для матрицы с пористостью П=0,3, выполненной из высокотеплопроводной меди (7М=300 Вт/м-К) и для воздуха в качестве низкотеплопроводного теплоносителя (7.^=0,0257 Вт/м-К), можно показать, что значение безразмерного коэффициента теплопроводности Ь=0,0000367 пренебрежимо мало для инженерных расчетов. Поэтому приняУ2Т-•^1^1^§гас1р£гас17’ = 0.
ро"
(2.64)
(2.65)