Анализ математической модели теплосъема с плоской поверхности ламинарно движущимся хладагентом через сопряженную пористую среду

Автор: Ряжских Виктор Иванович, Коновалов Дмитрий Альбертович, Слюсарев Михаил Иванович, Дроздов Игорь Геннадьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование @vestnik-susu-mmp

Рубрика: Математическое моделирование

Статья в выпуске: 3 т.9, 2016 года.

Бесплатный доступ

Предложена математическая модель конвективного теплообмена в плоском пористом канале при ламинарном течении ньютоновской среды в виде краевой задачи для сопряженных уравнений Дарси - Бринкмана - Форчхеймера в приближении Дарси - Бринкмана и переноса теплоты в форме Шуманна при тепловых граничных условиях второго рода. Методом интегральных преобразований получено аналитическое решение уравнений модели для расчета термических и гидродинамических полей. Это позволило найти точные соотношения для длины начального гидродинамического участка, коэффициента гидравлического сопротивления трения по Фаннингу, идентифицировать локальные характеристики температурных полей жидкой фазы и пористого скелета в зависимости от пористости, а также оценить локальные числа Нуссельта и определить область эффективного теплообмена. Полученные данные не противоречат классическим результатам.

Еще

Пористые среды, теплообмен, плоский канал, гидравлическое сопротивление, начальный гидродинамический участок

Короткий адрес: https://sciup.org/147159386

IDR: 147159386   |   DOI: 10.14529/mmp160306

Список литературы Анализ математической модели теплосъема с плоской поверхности ламинарно движущимся хладагентом через сопряженную пористую среду

  • Kraus, A.D. Thermal Analysis and Control of Electronic Equipment/A.D. Kraus, A. Bar-Cohen. -Washington: Hemisphere Publishing Co., 1983. -620 p.
  • Калинин, Э.К. Эффективные поверхности теплообмена/Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, И.З. Копп, А.С. Мякочин. -М.: Энергоатомиздат, 1998. -408 с.
  • Delavar, M.A. I Using Porous for Heat Transfer Enhancement in Heat Exchangers: Review/M.A. Delavar, M. Azimi//Journal of Engineering Science and Technology Review. -2013. -V. 6, № 1. -P. 14-16.
  • Bear, J. Introduction to Modeling of Transport Phenomena in Porous Media/J. Bear, Y. Bachmat. -Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1991. -553 p.
  • Hsu, C.T. Thermal Dispersion in a Porous Medium/C.T. Hsu, P. Cheng//International Journal of Heat and Mass Transfer. -1990. -V. 33, № 8. -P. 1587-1597.
  • Beji, H. Influence of Thermal Dispersion on Natural-Convection Heat-Transfer in Porous-Media/H. Beji, D. Gobin//Numerical Heat Transfer, Part A. -1992. -V. 22. -P. 487-500.
  • Gamal, A.A. Problems of Modeling Flow and Heat Transfer in Porous Media/A.A. Gamal, P. Furmanski//Biuletyn Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej. -1997. -№ 85. -P. 55-88.
  • Amiri, A. Analysis of Dispersion Effects and Non-Thermal Equilibrium, Non-Darcian, Variable Porosity Incompressible Flow Through Porous Media/A. Amiri, K. Vafai//International Journal of Heat and Mass Transfer. -1994. -V. 37. -№ 6. -P. 939-954.
  • Попов, И.А. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах/И.А. Попов. -Казань: Центр инновационных технологий, 2007. -240 с.
  • Vafai, K. Handbook of Porous Media/K. Vafai. -N.Y.: CRC Press Taylor and Francis Group, 2005. -742 p.
  • Transport Phenomena in Porous Media. Vol. III/Edited by D.B. Ingham, I. Pop. -Oxford: Elsevier, 2005. -476 p.
  • Ezzati, R. Application of Homotopy Perturbation Method for Solving Brinkman Momentum Equation for Fully Developed Forced Convection in a Porous Saturated Channel/R. Ezzati, S.M. Rassoulinejad-Mousavi//Mathematical Science. -2011. -V. 5, № 2. -P. 111-123.
  • Nield, D.A. Convection in Porous Media/D.A. Nield, A. Bejan. -N.Y.: Springer, 2006. -654 p.
  • Zehforoosh, A. Numerical Investigation of Forced Convection Heat Transfer for Laminar Flow in Various Parallel Porous Channels/A. Zehforoosh, S. Hossainpour, A. Tahery//International Journal of Innovation Management. -2010. -V. 1, № 3. -P. 252-258.
  • Izadpanah, M.R. Experimental and Theoretical Studies of Convective Heat Transfer in a Cylindrical Porous Medium/M.R. Izadpanah, H. Muller-Steinhagen, M. Jamialahmadi//International Journal of Heat and Fluid Flow. -1998. -V. 19. -P. 629-635.
  • Слезкин, Н.А. Динамика вязкой несжимаемой жидкости/Н.А. Слезкин. -М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1955. -579 с.
  • Emerging Technologies and Techniques in Porous Media. -Dordrecht; London: Kluwer Academic, 2004.
  • Деч, Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и z-преобразования/Г. Деч. -М.: Физматгиз, 1971. -288 с.
  • Берд, Р. Явления переноса/Р. Берд, В. Стьюат, Е. Лайтфут. -М.: Химия, 1975. -688 с.
  • Кэйс, В.М. Компактные теплообменники/В.М. Кэйс, А.Л. Лондон. -М.; Л.: ГЭИ, 1962. -160 с.
  • Shah, R.K. Laminar Flow Forced Convection in Ducts/R.K. Shah, A.L. London. -N.-Y.: Academic Press, 1978. -477 p.
  • Снеддон, И. Преобразование Фурье/И. Снеддон. -М.: ИЛ, 1955. -688 с.
  • Интенсификация теплообмена. Т. 2/Ю.В. Вилемас, Г.И. Воронин, Б.В. Дзюбенко и др. -Вильнюс: Мокслас, 1988. -188 с.
Еще
Статья научная