Развитие авиационной и ракетнокосмической техники характеризуется непрерывным увеличением энергонапряженности двигателей и энергетических установок летательных аппаратов, а также элементов их конструкций. Успешное решение возникающих при этом задач невозможно без интенсификации процессов тепломассопереноса.

Одним из перспективных и эффективных способов интенсификации тепломассообменных процессов является использование в теплообменных устройствах пористых металлов. Физическую основу этого способа составляет чрезвычайно высокая интенсивность теплообмена между проницаемой матрицей и протекающим сквозь нее теплоносителем вследствие очень развитой поверхности их соприкосновения. Практическая реализация этого способа стала возможной только после того, как развитие технологии и, в первую очередь, порошковой металлургии позволило производить разнообразные пористые материалы.

Широкий диапазон структурных, теплофизических, гидравлических, химических, оптических и других свойств пористых материалов, простота изготовления из них элементов конструкций, высокая интенсивность теплообмена — все это дает возможность использовать пористые теплообменные элементы в различных экстремальных условиях. Одновременно с интенсивным теплообменом с помощью пористых элементов можно реализовать процессы фильтрования, разделения фаз, дросселирования и т.д.

Для теплового и гидравлического расчетов разнообразных теплообменных устройств с пористыми элементами необходимо иметь информацию о механизме и интенсивности теплопереноса и гидравлическом сопротивлении при движении однофазного теплоносителя и теплоносителя с фазовыми превращениями в проницаемых матрицах различной структуры. Характер этих процессов в каждом конкретном случае зависит от геометрии устройства, условий подвода и направления потоков теплоты и теплоносителя.

В предлагаемой книге обобщены данные по гидравлическому сопротивлению и тепломассообмену, связанные с применением пористых теплообменных элементов.

С учетом результатов отечественных и зарубежных исследований предложена классификация, описаны конструкции и области применения пористых теплообменных элементов, даны основы теории и методы расчета этих элементов.

Систематизированы данные по гидравлическому сопротивлению и теплообмену при движении однофазного теплоносителя в пористых материалах. Представлены результаты оригинальных исследований структуры, теплообмена и гидравлического сопротивления двухфазного потока теплоносителя, испаряющегося в пористых нагреваемых металлах. Исследовано влияние растворенного газа на гидравлическое сопротивление при движении жидкости сквозь пористые элементы.

Подробно исследованы теплообмен и гидравлическое сопротивление в теплообменных устройствах с пористыми элементами: однофазное транспирационное газовое охлаждение пористой стенки в системах теплозащиты; интенсификация теплообмена в каналах при размещении в них проницаемых вставок; испарительное жидкостное охлаждение пористой стенки с внешним и объемным теплоподводом.

Изложенный в книге материал позволяет рассчитывать и проектировать новые типы перспективных теплообменных устройств с пористыми элементами, применяемых в конструкциях энергетических установок, двигателей и летательных аппаратов, работающих в теплонапряженных и экстремальных условиях.

Назад, на страницу описания