本研究是建立在Guo等人[10,11]的基础上，目的是说明热传递可以通过调整流体流动的方向和热流的方向之间的夹角来增强。Guo等[10,11]解析检测边界流层的能量方程，并且表明，流体流动方向与热流的方向之间的夹角除了起着强化传热的速度外，对增加雷诺数和温度分布的均匀性都具有重要作用。此外，他们的研究还表明，热传递率达到最大时的流体流动方向和热流的方向是相反。本文的分析方向的重点在于被垂直于流动方向的可渗透壁加热的饱和多孔介质中的强制对流。我们将证明，这种情况下努塞尔数直线会随着Peclet数增加而呈线性增加，其热传递与嵌入多孔介质的平板边界中发生的对流Nu∝Pe1/2相比明显提高。此外，为了验证该分析，我们对由翅面加热的玻璃珠的多孔结构进行实验，分析结果与实验数据一致。

（2） 分析

    需要考虑的问题如图1-3所示。将可渗透板埋设在半无限多孔介质中。一段温度

 、图1-3物理模型与坐标系

为Ti的无限流体，通过用恒定的热通量q朝下的可渗透板加热的多孔介质向上流动。为了简化分析，我们假定多孔介质是刚性的，均匀的，各向同性的，并且流体完全充满介质。进一步假设固体和流体的热物理性质是恒定的，流体和固体相是在局部热平衡，且热分散可忽略不计。用这些假设，节能的控制方程给出：

其中q和cp分别表示流体的密度和比热，理论上来说努塞尔数随着佩克莱数线性增加，其中流体的流动方向与多孔介质的强制对流方向相反。另一方面，对于边界层流过的平板的情况下，其中的流动方向与热流的方向之间的夹角是90°，理论表明，努塞尔数与佩克莱数的平方成正比。因此，我们可以得出结论，通过设计一个使得该流体流的方向和热流之间的夹角接近或等于0的传热装置，热传递可以显著增强。

(3) 实验

为了验证上述分析,进行了如下图1-4所示的实验。垂直方向的测试部分，高31.5mmol毫米、宽99毫米、深28毫米被封闭在四面墙内。多孔板被安装在测试的底部用来顶住玻璃珠使其处于理想的位置并且作为一个流量分配器。进入测试的玻璃珠平均粒径为dp=1.09mm。翅片铜板如图1-4（b）所示，小心地安装在所述多孔结构的顶部，使得铜块翅片分别与多孔介质接触良好。加热组件，包括一个不锈钢薄膜加热器（0.1毫米厚），薄膜加热器和铜块用作电绝缘体之间的云母片，以及一个作为热绝缘体聚四氟乙烯盖板石棉片，放置在铜块的顶部。 

由220V的商用电源通过一个自动电压调节器和一个电压调节变压器后为薄膜

热器进行供电。所有的测试部分的边界是用玻璃纤维毛绝缘。

    实验系统示意图如图1-5所示。工作流体，去离子水，从水箱排出，从其底部进入测试部，朝向翅片加热块流动，并从设在两侧的两个出口管流出试验段。水的入口温度分别为由RTD控制器与位于填料塔下方的1.5千瓦电加热器控制。流速，由针形阀调节，通过称重积聚的水在靠近数字刻度的测试部分的容器的一段时间进行测定。，八个热探针用于测量加热铜块的温度分布，而15个被插入多孔介质来测量多孔介质中的温度分布。此外，三个热电偶被用来监测进入多孔结构中流体的温度。在本研究中使用的所有的热电偶都是T型，直径为0.8毫米。一种数据采集系统，包括一台个人计算机，一个A / D转换板（MetraByte DAS-20），以及两个通用模拟输入复用器（MetraByte EXP-20），分别用于记录温度的测量。所有的热电偶校准，保证在±0.2℃以内。测得质量流率的不确定性为±0.4%而强加的热负荷的不确定性为0.9%左右，这是由于热损失引起的。