Вынужденная конвекция в пористых средах

Вынужденная конвекция — это тип переноса тепла, при котором движение жидкости создается внешним источником, например (насосом, вентилятором, всасывающим устройством и т. д.). Передача тепла через пористые среды очень эффективна и результативна. Теплопередача с принудительной конвекцией в замкнутой пористой среде стала предметом интенсивных исследований в последние десятилетия из-за ее широкого применения.

Основная задача тепловой конвекции через пористые среды состоит в прогнозировании скорости теплопередачи между частично нагретой твердой непроницаемой поверхностью и насыщенной жидкостью пористой средой. Начиная с постоянной температуры стенок.

В 2D стационарной системе

$\partial u/\partial x+\partial v/\partial y=0$

По закону Дарси

$u=-(K/\mu )\partial P/\partial x$

$v=-(K/\mu )\partial P/\partial y$

$u\partial T/\partial x+v\partial T/\partial y={\boldsymbol {\alpha }}{\partial ^{2} \over \partial x^{2}}T$

$u=$$U_{\infty }$ $v=0$

$P(x)=-(\mu /K)U\infty x+constant$

$\delta _{t}$ — толщина тонкого слоя длиной x, влияющая на температурный переход от $T_{0}$ к $T_{\infty }$.

Балансировка уравнения энергии между потоком энтальпии в направлении x и тепловой диффузией в направлении y

$U_{\infty }\partial T/\partial x\sim \alpha \Delta T/\delta _{t}^{2}$

граница тонкая, поэтому $\delta _{t}<<x$

$\delta _{t}/x\sim Pe_{x}^{-}.5$

$Nu=hx/K\sim x/\delta _{t}\sim Pe_{x}^{0}.5$

Число Пекле , — это безразмерное число используемое в расчетах, связанных с конвективным теплообменом. Это отношение тепловой энергии, конвектируемой в жидкость, к тепловой энергии, проводимой внутри жидкости.

$Pe_{x}$ $=$ Скорость адвективного транспорта $/$ Скорость диффузионного транспорта

$Pe_{x}=U_{\infty }x/\alpha$

См. также

• Закон Дарси
• Число Нуссельта
• Пористые среды
• Конвективный теплообмен
• Коэффициент теплопередачи
• Пористые среды

Внешние ссылки

• https://web.archive.org/web/20091211060057/http://www.me.ust.hk/~mezhao/pdf/20.PDF