雙工質(zhì)對(duì)垂直管外降膜發(fā)生-吸收過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、太陽(yáng)能吸收式制冷因綜合太陽(yáng)能清潔、可再生且易獲取等特點(diǎn)，以及吸收式制冷對(duì)環(huán)境友好且技術(shù)成熟的優(yōu)勢(shì)，目前已得到了國(guó)內(nèi)外廣泛的研究與應(yīng)用。為提高太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能等低位能源的利用率和循環(huán)工質(zhì)對(duì)的熱質(zhì)傳遞性能。本文提出垂直管逆流降膜發(fā)生/吸收裝置，使管內(nèi)冷/熱源溫度變化和管外溶液所需溫度變化相匹配，有助于提高降膜過(guò)程的傳熱傳質(zhì)性能。為了探索LiCl水溶液和LiBr水溶液垂直管降膜吸收/發(fā)生過(guò)程的傳熱傳質(zhì)特性，設(shè)計(jì)搭建了內(nèi)冷/熱源降膜

2、吸收/發(fā)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并針對(duì)兩種工質(zhì)對(duì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論研究。
　　首先，根據(jù)課題研究的內(nèi)容和目的，通過(guò)查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)并搭建了降膜吸收/發(fā)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本文主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成，包括降膜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、溶液循環(huán)子系統(tǒng)、冷/熱源循環(huán)子系統(tǒng)以及其他輔助系統(tǒng)做了介紹，并著重描述了降膜裝置主體的設(shè)計(jì)。另外，簡(jiǎn)單說(shuō)明了降膜發(fā)生實(shí)驗(yàn)方法和降膜吸收實(shí)驗(yàn)方法的操作流程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了誤差分析。
　　其次，從實(shí)驗(yàn)方面主要對(duì)LiCl水溶液

3、和LiBr水溶液的降膜發(fā)生性能進(jìn)行了研究。液膜在實(shí)驗(yàn)工況范圍內(nèi)均處于波狀層流狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)研究了低壓級(jí)工況下不同熱水溫度和流量、不同溶液濃度、不同壓力，以及不同溶液流量對(duì)溶液的降膜發(fā)生性能以及熱源利用溫差的影響。另外，實(shí)驗(yàn)還進(jìn)行了高壓級(jí)工況下，LiBr水溶液和LiCl水溶液降膜發(fā)生過(guò)程的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明兩種溶液降膜發(fā)生過(guò)程有著相近的傳熱傳質(zhì)性能。為了便于今后垂直管外LiCl水溶液降膜發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)，本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果擬合得到LiCl水溶

4、液降膜發(fā)生過(guò)程傳熱努塞爾數(shù)和傳質(zhì)舍伍德數(shù)的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。
　　然后，對(duì)LiCl水溶液降膜吸收過(guò)程傳熱傳質(zhì)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。同樣實(shí)驗(yàn)研究了不同工況條件對(duì)LiCl水溶液的降膜吸收性能的影響，為建立LiCl-H2O吸收工質(zhì)對(duì)的吸收模型提供數(shù)據(jù)支撐。實(shí)驗(yàn)還進(jìn)行了2.5～3kPa壓力下，LiBr水溶液和LiCl水溶液降膜吸收過(guò)程的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明在相同工況條件下LiCl水溶液吸收速率高于LiBr水溶液。這說(shuō)明LiCl水溶液的傳質(zhì)能力強(qiáng)于L

5、iBr水溶液，使用LiCl水溶液作為吸收工質(zhì)將有利吸收器小型化設(shè)計(jì)。本文同樣對(duì)LiCl水溶液降膜吸收過(guò)程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合，并得到傳熱傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。
　　最后，基于有限體積法建立內(nèi)冷源逆流LiCl水溶液降膜吸收傳熱傳質(zhì)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)模型的求解，可以獲得溶液側(cè)的沿程溫度、濃度分布以及冷卻水側(cè)的溫度分布。結(jié)合所測(cè)得的變工況實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，LiCl水溶液的對(duì)流換熱系數(shù)在510W·m-2·K-1變化到710W·m-2·K-1之間變化