|
72 Таким образом, в акустическом поле помимо кондуктивной теплопроводности по скелету среды, молекулярной и естественной конвективной теплопроводности по флюиду добавляется вынужденный перенос тепла, возникающий даже без направленного переноса массы. Истинная скорость массопереноса должна учитывать скорость «звукового ветра». В принципе, представления о «звуковом ветре» в жидкостях и газах применимы и для пористых сред. Вместе с тем в пористой среде «звуковой ветер» возможен только при большой проницаемости среды. Вызывает его волна первого рода (сШаШюп \уауе), которая передается за счет сжимаемостей флюида и скелета. Это явление можно представить себе как направленное «выжимание» жидкости из пор насыщенной зернистой среды. Учет направленного переноса массы и тепла даст большее значение 7У'. Однако это увеличение будет зависеть от угла между направлениями распространения теплового и акустического полей. Если тепловой поток и градиент акустического давления совпадают, то гидродинамический поток нагретой жидкости в поровых каналах под действием градиента акустического давления смещает распределение температуры по линейной координате в сторону больших ее значений. Очевидно, что эффект изменения температуры в фиксированной точке насыщенной капиллярно-пористой среды при акустическом воздействии по сравнению со случаем без воздействия возможен только при динамическом взаимодействии теплового и акустического полей. «Звуковой ветер» в пористой среде обязательно сопровождается внутрипоровой турбулизацией жидкости вследствие случайного характера расположения пор, их размера и формы, а также направления проницаемости. Для непроницаемых сред «звуковой ветер» вырождается только во внутрипоровое движение жидкости. На создание гидродинамического потока существенно влияют интенсивность Эак, частота и коэффициент затухания акустического |
72 выходящей из второй поры (это определяется затуханием интенсивности колебаний на длине волны). При частотах акустического поля со»тп'1 теплообменом жидкости со скелетом (за четверть периода колебаний) можно пренебречь. Температура во второй поре после прохождения волны сжатия (в момент равновесия) Таким образом, при нагревании жидкости во второй поре (остывании в первой) за счет сжатия увеличивается коэффициент теплопроводности на величину При выводе этих соотношений было использовано предположение о мгновенном выравнивании температур за счет турбулентного перемешивания поступившей жидкости с имеющейся. Таким образом, в акустическом поле помимо кондуктивной теплопроводности по скелету среды, молекулярной и естественной конвективной теплопроводности по флюиду добавляется вынужденный перенос тепла, возникающий даже без направленного переноса массы. Истинная скорость массопереноса должна учитывать скорость «звукового ветра». В принципе, представления о «звуковом ветре» в жидкостях и газах применимы и для пористых сред. Вместе с тем в пористой среде «звуковой ветер» возможен только при большой проницаемости среды. Вызывает его волна первого рода (сШаШюп \уа\х), которая передается за счет сжимаемостей флюида и скелета. Это явление можно представить себе как направленное «выжимание» жидкости из ■---------------—/0 Т" -й)1,-ТгЛ^К&-й)\г}=Л ,Лу[7(й> —и)]// 0 о (2.42) 73 пор насыщенной зернистой среды. Учет направленного переноса массы и тепла даст большее значение Г2". Однако это увеличение будет зависеть от угла между направлениями распространения теплового и акустического полей. Если тепловой ноток и градиент акустическог о давления совпадают, то гидродинамический поток нагретой жидкости в поровых каналах под действием градиента акустического давления смешает распределение температуры по линейной координате в сторону больших ее значений. Очевидно, что эффект изменения температуры в фиксированной точке насыщенной капиллярно-пористой среды при акустическом воздействии но сравнению со случаем без воздействия возможен только при динамическом взаимодействии теплового и акустического полей. «Звуковой ветер» в пористой среде обязательно сопровождается внутрипоровой турбулизацией жидкости вследствие случайного характера расположения пор, их размера и формы, а также направления проницаемости. Для непроницаемых сред «звуковой ветер» вырождается только во внутрипоровое движение жидкости. На создание гидродинамического потока существенно влияют интенсивность Уак, частота и коэффициент затухания акустического поля, проницаемость и пористость, конфигурация пор и теплофизические параметры скелета, а также свойства насыщающей жидкости. Полагая, что течение жидкости в соединяющем поры капилляре подчиняется закону Дарси, имеем: V = — —Ур . Причем под р понимается мгновенное значение звукового давления. Учет турбулизации из-за случайного характера распределения пор и их формы можно произвести, заменив и на /иР{х), где Р'(х) функция размеров и формы пор и частоты [107]. Распределение градиента акустического давления для волн |