管排与丝网交替结构吸收器的溴化锂吸收性能研究

发布时间：2017-10-04 10:34

  本文关键词：管排与丝网交替结构吸收器的溴化锂吸收性能研究

  更多相关文章： 溴化锂 不锈钢丝网填料 交替吸收 传热传质 流动形态

【摘要】：吸收式制冷能够充分利用各种低品位热源,如太阳能、地热能、工业废热等热源,整个过程不会产生任何额外的污染,满足低碳环保要求。吸收式制冷装置具有因无压缩机运转而噪音较小的优点。在吸收式空调制冷领域,溴化锂吸收式制冷方式因其热力系数高而成为首选。其中吸收器是溴化锂吸收式制冷系统中最核心的部件,其传热传质特性对整机特性影响重大。深入研究水平管束溴化锂降膜吸收式制冷系统的吸收器结构并进行改进,增强吸收器的传热、传质,可以为设计开发更为高效的吸收式制冷机奠定理论基础,具有广阔的应用前景。本论文围绕课题组提出的一种热质交替耦合的新型吸收方案展开研究,该方案把不锈钢丝网折叠成纵向波纹插入到传统吸收器的管束中,形成一种管排与丝网交替结构的新型吸收器,对这种新型吸收器开展了吸收性能实验研究与液膜流动可视化实验研究。数值模拟方面,建立了传统的光管排降膜式吸收器的数值模型,将吸收过程分为降膜吸收区,液滴形成区和液滴下落区。利用此模型研究了单列水平圆管表面液膜分布和局部传热传质规律。获得了水平管束吸收芯体内吸收传热传质的理论结果,以及实验数据无法提供的吸收传热、传质细节特征。分析讨论了吸收器中的温度场、浓度场和局部传热量的变化趋势。实验研究方面,参与搭建了一套集降膜吸收、参数控制、数据测量和采集为一体的单压力吸收和解吸的闭式实验系统。依托该实验系统进行了大量实验,通过实验研究获得了不同喷淋量下光管排吸收器和交替结构吸收器的传热、传质性能的相关实验数据。在相同的工况条件下,与光管排吸收器相比,交替结构吸收器的吸收率、冷负荷分别平均强化了17.2%、6.23%,其他的一些传热、传质数据指标也得到了不同幅度的强化。本论文还进行了光管排吸收器的实验结果与数值模型计算结果的分析比较,验证了计算模型方法的正确性。此外,还搭建了一套敞开的观测管排与丝网填料交替结构中溶液流动的可视化实验装置,并开展了相关实验研究。通过对比加入丝网填料前后流体流动形态及液膜分布等方面的差别,从流形变化的角度来揭示带丝网填料的交替结构强化吸收传热传质的机理。管排与丝网交替结构能够改变流体流动形态,使溶液在吸收芯体内的分布更加均匀；降低溶液飞溅率并收集飞溅的溶液,提高吸收剂的使用效率；降低水平管表面干斑面积率,提高水平管表面润湿比,增加传热面积的使用效率。交替结构吸收器中溴化锂吸收性能实验数据和可视化实验数据都表明,管排中插入丝网的交替结构可以强化吸收器的吸收性能。
【关键词】：溴化锂 不锈钢丝网填料 交替吸收 传热传质 流动形态
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB616
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 主要符号表7-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文主要研究内容13-14
• 第二章 溴化锂溶液降膜吸收传热传质理论基础14-20
• 2.1 降膜吸收传热传质理论基础14-16
• 2.2 溴化锂溶液物性16-20
• 2.2.1 粘度系数的计算16
• 2.2.2 密度计算16-17
• 2.2.3 溶液比焓的计算17
• 2.2.4 导热系数的计算17
• 2.2.5 定压比热容的计算17-18
• 2.2.6 气液平衡方程18-19
• 2.2.7 溴化锂水溶液浓度计算19-20
• 第三章 传统光管排溴化锂溶液吸收模型20-26
• 3.1 传统水平管束降膜吸收三区模型介绍20
• 3.2 光管排降膜吸收模型的建立20-24
• 3.2.1 水平管降膜吸收区数学模型21-23
• 3.2.2 液滴形成区数学模型23
• 3.2.3 液滴下落区数学模型23-24
• 3.3 模拟结果及分析24-26
• 第四章 管排与丝网交替结构溴化锂吸收实验26-38
• 4.1 管排和丝网交替结构吸收器的构成26-27
• 4.2 实验装置27-28
• 4.3 实验操作步骤28-29
• 4.4 数据采集与系统控制平台29-31
• 4.5 实验数据及处理31-32
• 4.6 误差与不确定度分析32-34
• 4.7 实验结果和分析34-38
• 4.7.1 吸收器传质实验数据的对比和分析34-36
• 4.7.2 吸收器传热实验数据的对比和分析36-38
• 第五章 管排与丝网交替结构中液膜流动的可视化实验38-47
• 5.1 可视化实验装置38-39
• 5.2 可视化实验操作步骤39
• 5.3 可视化实验数据处理39-40
• 5.4 可视化实验误差及不确定度分析40-41
• 5.5 可视化实验系统验证41-42
• 5.6 可视化实验结果及分析42-45
• 5.7 可视化实验数据与传热传质实验数据的对比分析45-47
• 第六章 总结与展望47-49
• 6.1 研究成果及结论47-48
• 6.2 工作展望48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文成果53

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本文编号：970171