吸收式循環(huán)工質(zhì)對(duì)與GAX循環(huán)關(guān)鍵過程研究.pdf

1、吸收式循環(huán)是采用混合工質(zhì)對(duì)構(gòu)成的熱轉(zhuǎn)換循環(huán)，是一項(xiàng)重要的節(jié)能技術(shù)。GAX循環(huán)是一種新型高效吸收式循環(huán)，得到研究者的廣泛的關(guān)注。GAX循環(huán)能量耦合結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中吸收器和發(fā)生器的傳熱傳質(zhì)性能對(duì)于整個(gè)循環(huán)效果起到了極其重要的作用，是整個(gè)過程的關(guān)鍵。以新型循環(huán)工質(zhì)對(duì)、吸收式循環(huán)模擬分析和關(guān)鍵過程單元結(jié)構(gòu)特性的研究為重點(diǎn)，本文對(duì)先進(jìn)吸收式循環(huán)的開展了研究。 提出利用離子液體作為新型吸收式工質(zhì)對(duì)的吸收劑。離子液體是一種綠色的介質(zhì)，本身除了是

2、很多物質(zhì)的優(yōu)良溶劑，再加上其高沸點(diǎn)、低蒸氣壓等優(yōu)點(diǎn)，很適合作吸收劑。測(cè)定了離子液體[Emim]BF<,4>和H<,2>O二元體系的比熱容數(shù)據(jù)，并建立了其比熱容與溫度和濃度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式；建立了TTE-[Bmim]Br為工質(zhì)對(duì)的升溫型熱泵(AHT)循環(huán)的工質(zhì)物性模型以及循環(huán)計(jì)算模型，考察了TFE-[Bmim]Br為工質(zhì)對(duì)的AHT循環(huán)特性。與水-溴化鋰體系相比，TFE-[BMIm]Br的AHT循環(huán)具有較寬的工作范圍，可以利用更高溫度的廢熱，產(chǎn)

3、出溫度更高的蒸汽。 以垂直降膜技術(shù)和升膜技術(shù)背景為參考，建立了一套間歇法操作的雙膜傳熱-傳質(zhì)過程實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置高3000mm，膜管有效實(shí)驗(yàn)高度2000mm，內(nèi)管降膜直徑16mm，外管升膜環(huán)隙當(dāng)量直徑1mm，裝置耐壓1MPa，溫度測(cè)量采用實(shí)時(shí)顯示在線采集并存儲(chǔ)。 通過雙膜裝置進(jìn)行冷模實(shí)驗(yàn)。測(cè)定了降液量變化為1.25 L·min<'-1>，1.75 L·min<'-1>和2.00 L·min<'-1>時(shí)，對(duì)系統(tǒng)傳熱性能

4、的影響。并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型擬合，在本實(shí)驗(yàn)條件下，實(shí)驗(yàn)運(yùn)行穩(wěn)定，測(cè)得溫度沿管長(zhǎng)分布的實(shí)驗(yàn)值與模擬值平均偏差小于2.0％。計(jì)算表明，雙膜傳熱較普通對(duì)流降膜傳熱的傳熱系數(shù)約可提高25.0％。 在冷模實(shí)驗(yàn)所得到的傳遞性質(zhì)的基礎(chǔ)上，開展了降液量為1.50L·min<'-1>，降膜H<,2>O入口溫度和升膜冷卻水入口溫度均為21.5℃，逆流純NH<,3>壓力穩(wěn)定在0.2MPa水平下的內(nèi)部氨水降膜吸收外部冷卻水升膜冷卻的熱模實(shí)驗(yàn)。獲得總體溫

5、度趨勢(shì)發(fā)展的定性實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即沿管長(zhǎng)溫度出現(xiàn)先迅速提升，而后將平穩(wěn)下降。 結(jié)合NH<,3>和H<,2>O的物性和相平衡模型，建立了內(nèi)膜降膜吸收過程與外膜升膜傳熱的熱．質(zhì)耦合微元微分模型。利用氨水的物性模型和傳質(zhì)傳熱模型編程模擬雙膜傳熱過程，給出了數(shù)值積分模型的求解過程。對(duì)相似實(shí)驗(yàn)條件下的雙膜氨水實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了性能模擬分析。從系統(tǒng)內(nèi)部dQ<,x>吸收熱變化，dQ<,c>冷卻負(fù)荷變化，dq<,m>氨吸收量和y<'e>氨飽和氣相濃度的變