多孔介质强化传热的理论与实验研究.pdfVIP

维普资讯 A辑第 18卷第 3期 水 动 力 学 研 究 与 进 展 Ser．A，Vo1．18，No．3 2003年 5月 JoURNAL oF HYDRoDYNAMICS M ay，2003 文章编号：i000—4874(2003)03—0276—07 多孔介质强化传热的理论与实验研究 公维平 ， 曹玉荣 (山东大学能源与动力工程学院，山东济南 250061) 摘 要 ： 本文从理论上分析 了绕花丝多孔体 (孔隙率 e95 )的管 内换热 以及流动特性 ，建立贴附多孔层 圆管 内流体 的流动模型。通过用 Brinkman-extended—Darcy方程分析多孔层 内流体 的流动 ，以及在能量方程 中加入弥散系数 ，得到模型 内速度场和温度场的理论解 。实验结果表明：在层流范围内其实验数据与理论解吻合较好 ，说明理论模型能够分析多孔体管 内的层流流动和换热。通过改进这一模型还可以为各种多孔介质强化管的研究提供理论基础。 关 键 词： 强化传热 ；多孔体 ；孔隙率；弥散效应 中图分类号 ： 0551．3 文献标识码 ：A Thoreticalandexperimentalinvestigation onheattransfer augmentation inporousmedium GONG W ei—ping， CAO Vu—rong (ShandongUniversity，Jinan250061，China) Abstract： A theoreticalandexperimentalinvestigationofthefluidflow andheattransferinatubefilledwithporousbody ofhighporosity (s95 )wascarriedout．A theoreticalmodelofacirculartubewithporousmatrixattachedatthechannel wallandextendedinward，toward thecenterlinewasestablished．Throughanalyzing theflow in theporousmatrixwiththe Brinkman-extended—Darcyequationandthroughincludingtheeffectofdispersionbyadding thedispersioncoefficientintothe energyequation，thetheoreticalsolutionofvelocitydistributionandtemperaturefieldswereobtained．Theexperimentalresults show thatrelativelygoodagreem enthasbeenfoundbetweenthetheoreticalsolutionand theexperim entaldatain laminarre— gion．ThisprovethattheoreticalmodelcanbeusedtOanalyzethelaminarflow andheattransferinthetubewithporousbody， andthismodelcanprovideatheoreticalbasisforvariousporousenhancedtubesbyfurtherrefinementsand improvements． Keywords： heattransferaugmentation；porousbody；porosity；dispersion 1 前言 大孑L隙多孑L介质强化换热 的研究 表明，通过增加