Татарин> Все эти вопросы - функция размера шариков. На конвективный теплообмен рассчитывать вряд ли придётся (даже с маслом не уверен, как), это да. А вот турбулентный, в смысле, с перемешиванием - почему нет-то?
Конвективный с маслом есть считай всегда, в любом реалистичном жидкостном теплоносителе (ну если только не в капиллярах) - всегда есть некий пристеночный погранслой со своими особенностями, именно из-за турбулентности в нём и возникают всякие коэффициенты теплопередачи от стенки к жидкости вида "Рейнольдс в степени А на Нуссельт в степени Б на...".
С шариками это уже не так, т.к. "модель сплошности" имеет сильное ограничение на размер снизу, не меньше размера шарика, и там в принципе не могут возникнуть турбулентные явления с характерными размерами вихрей меньше нескольких диаметров шариков. Т.е. аналогии из приближения сплошной среды нафиг ломается.
Татарин> Для этого и ставятся завихрители (перемешиватели) в жидкостных теплообменниках.
Да, только с шариками так не прокатит.
Татарин> Что касается площади, тут важнее не чисто геометрический фактор, а тупо размеры. Натурально же, "куб-квадрат" как он есть. И теплообмен в чистой-то жидкости хорошо приближается вполне массопереносом вполне окнечных конечных объёмов, теплообмен внутри которых считается достаточно большим и быстрым, и поэтому незначимым.
Ни в коем случае, картина принципиально отлична.
Приближение конечных объёмов не отменяет плотного теплового контакта по всей поверхности объёма.
А шарики соприкаются "точечно" - у них будет ну очень поганая теплопроводность. Даже сдаётся мне, что теплоперенос излучением будет доминировать уже при не слишком больших температурах. В общем, это будет смахивать на шаттловскую плитку - ты получишь скорее теплоизолятор, чем теплоноситель.
Татарин> Тут эти элементы - а они достаточно маленькие - просто в натуральном виде. А теплообмен внутри элементов (из металла) на самом деле гораздо выше, чем через их границы.
Не в том дело, маленькие они или нет. А в том, что шарики - это таки
шарики. Твёрдые образования, ограниченные сферическими поверхностями.
Татарин> Что, к слову, выгодно отличает металлические шарики от масла, где теплообмен одинаково плох и внутри, и по границам.
В шариках он хуже ВЕЗДЕ
Татарин> Шарики вообще могут быть интересной штукой. Например, двухкомпонентнми, с нановключениями иного материала со сменой фазы. В этом случае удельная теплоёмкость теплоносителя растёт, а с ней - и теплообмен.
Не, не взлетит оно вообще.
И по "реологии", и по теплофизическим, и по технологическим, и по эрозии.
Чем больше про это думаю, тем больше убеждаюсь, что плюсов вообще не получается. А минусов всё больше.
Глядя с одной стороны. Фактически ты предлагаешь в качестве теплоносителя песок, или мелкую пыль. Уже кхм...
С другой стороны. Всё это разгоняется и летает, попадает в приёмный конус, "течёт" по трубам. Всё это ну очень напоминает не пескоструйный, а даже дробеструйный аппарат. Про эрозию думать даже страшно.
У всего этого счастья есть неприятная дилемма. С одной стороны, шарики должны быть твёрдыми, чтобы их геометрические параметры были стабильны, и вообще они не разрушались. С другой, чем они твёрже - тем значительнее эрозия всего, с чем они соприкасаются.
Малое трение даже между шариками едва ли достижимо.
Технологические трудности запредельны - шарики должны иметь размеры не более чем 300 микрон, и при этом иметь близкую к идеальной сферическую форму, иначе ты получишь просто песок. Если не сразу, то вскоре после начала работы.
Сохранение строгой сферичности, по-видимому, невозможно в принципе. Даже если шарики исходно удастся изготовить сферическими - тепловое расширение никто еще отменить не сумел (кварцевые шарики не предлагать!!). А "шариковый" теплоноситель по построению обязан работать в условиях больших температурных градиентов - даже на размере шарика градиент будет ощутимым, форма будет искажаться. И размеры шариков будут гулять по диаметру трубы.
Короче, всё это начинает выглядеть нереальным совершенно. Хотя по первости смотрелось заманчиво
Вот такая подлость с капельником, прям куда ни плюнь - какая-нибудь дрянь вылазит.
Даже если на жидкометаллические теплоноситель посмотреть - начинает закрадываться подозрение, что неровен час, еще и давление насыщенных паров нас может неприятно удивить...