| Περίληψη: | Τα πορώδη μέσα τις τελευταίες δεκαετίες έχουν αρχίσει να συμμετέχουν σε ένα μεγάλο εύρος τεχνολογικών εφαρμογών, όπου αξιοποιούνται οι ιδιαίτερες ιδιότητές τους. Μία από αυτές τις ιδιότητες είναι η ικανότητα τους να μεταφέρουν μεγάλα ποσά θερμότητας προς ή από ένα ρευστό που διαρρέει έναν ισότροπο πορώδη αγωγό. Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη των παραμέτρων και του τρόπου που επηρεάζουν αυτήν την μεταφορά θερμότητας στην αξονική και ακτινική διεύθυνση ενός κυλινδρικού πορώδους μέσου. Στο πλαίσιο αυτό, αρχικά επιχειρήθηκε η κατηγοριοποίηση τους σε δομικές, γεωμετρικές και λειτουργικές. Σαν δομικές παράμετροι ορίστηκαν το πορώδες, η διαπερατότητα και η μέση διάμετρος των πόρων, σαν γεωμετρικές η υδραυλική διάμετρος και η γεωμετρία της διατομής και, τέλος, σαν λειτουργικές το ρευστό λειτουργίας και υλικό του πορώδους μέσου. Οι απαραίτητες προσομοιώσεις για όλες αυτές τις παραμέτρους έγιναν μέσω του λογισμικού υπολογιστικής ρευστοδυναμικής ANSYS Fluent και κάνοντας δύο παραδοχές. Η πρώτη παραδοχή έχει να κάνει με την μακροσκοπική προσέγγιση της μεταφοράς θερμότητας και την χρήση του Local Thermal Equilibrium μοντέλου και η δεύτερη με την θεώρηση της στρωτής ροής. Από τις προσομοιώσεις, το πιο σημαντικό συμπέρασμα που προέκυψε είναι ότι οι εξισώσεις μετάδοσης θερμότητας εντός κυλινδρικού αγωγού στην ακτινική και αξονική διεύθυνση μπορούν να εφαρμοστούν και στην περίπτωση του πορώδους αγωγού με κάποιες τροποποιήσεις που αφορούν του όρους αγωγιμότητας και θερμοχωρητικότητας. Συνεπώς, με τις κατάλληλες τιμές πορώδους, ισοδύναμης αγωγιμότητας και ισοδύναμης κατ’ όγκο θερμοχωρητικότητας ένας πορώδης αγωγός μπορεί να εμφανίσει καλύτερη θερμική συμπεριφορά από έναν κοινό αγωγό, υπό τις ίδιες συνθήκες. Ωστόσο, θα πρέπει να σημειωθεί ότι σε κάθε περίπτωση η πτώσης πίεσης θα είναι αρκετά μεγαλύτερη.
|
|---|
