溴化锂水溶液降膜吸收强化技术的实验研究

在吸收式制冷技术中，提高溴化锂水溶液吸收蒸汽效率的手段主要是采用高效传热传质元件和添加表面活性介质。本文主要研究竖直平板流降膜吸收中添加表面活性介质的强化吸收技术。选择一种典型的表面活性介质；2－乙基－己醇，研究在一定实验工况下加入活性介质后不同降膜雷诺数Re、溶液进口温度ts,i、吸收压力、活性介质浓度以及不同降膜长度试件下的吸收强化。     

强化管表面结构对竖管降膜流动特性的影响

为了研究强化管表面结构对竖管降膜流动特性的影响,搭建了竖管降膜流动冷态实验台,利用光谱共焦位移传感器和高速摄像仪对强化管和光管进行了对比研究。实验中,降膜流量通过调节高位水箱内静液柱高度H和布液器环隙间距Δd控制,使降膜雷诺数Re在0～4 500变化。测试结果表明:当0Re≤2 000时,强化管与光管液膜厚度一致,但当Re2 000时,强化管的液膜厚度逐渐高于光管,且随着Re的增大,二者差值越趋增大;相对于光管,强化管润湿管壁的最小流量约为光管的1/3,明显小于光管,表明强化管有利于液膜的铺展;当降膜流动处于层流时,在入口段强化管与光管的降膜波动特性无明显差别,但光管较先进入充分发展区,随后波动强度逐渐小于强化管;当降膜流动呈湍流时,强化管的波动强度明显高于光管,当Re达到4 200时,在测试范围内强化管的平均波动强度较光管高出约8%,说明强化管的表面结构增强了液膜的扰动,更利于降膜蒸发过程传热传质。以上结论可为强化管用于竖管降膜蒸发器的研究提供有益参考。     

场协同原理强化管外降膜吸收传热特性实验研究

对基于场协同原理设计的两种强化传热管型进行了LiBr降膜吸收水蒸气过程的传热实验研究,并与光滑铜管作比较,考查该传热管型在吸收过程中的强化作用.实验测量参数包括;溶液进出口温度、浓度,流量,冷却水进出口温度、流量等.实验结果表明,两种强化传热管型在低雷诺数时对LiBr降膜吸收传热的强化比分别为20%和50%,而且随着雷诺数的增大而增大.利用场协同理论和降液膜流动的波动特性分析了强化降膜吸收过程传热特性的物理机制,发现速度矢量与温度梯度的夹角及降液膜厚度形成的阻力对对流换热有一定影响.     

竖直平板表面流动液膜厚度的实验研究

液膜厚度是研究液膜流动特性的重要参数,为了得到液膜流动过程中厚度的变化规律,对竖直平板表面上由重力驱动的水膜流动进行实验测量。自主设计并搭建降液膜流动实验台,利用电容式液膜测厚仪统计分析层流流动,距离入口25cm处的流动液膜厚度随时间的演化状况。实验结果表明：在时间域上,观测点的液膜厚度值不断发生变化。Re=297时,0至70 s内的流动液膜的波动性平稳,厚度平均值接近168.5um 。Re=462与Re=627时,在0至40 s时间段内波动较强烈,40至70 s的液膜流动趋于平稳状态。Re=814时,所测时间段0-70 s,液膜波动较剧烈,波动幅度增大。液膜厚度与雷诺数呈正线性相关关系。当Re=814时,每个时间点的液膜厚度在360um以上,高于其他三种不同雷诺数时的液膜厚度。高雷诺数时液膜的波动状况更加剧烈,减小雷诺数有利于形成光滑的液膜。从侧面体现出流动液膜具有不稳定性。     

管内垂直降膜绝热吸收评估方法与实验分析

构建了氨水降膜吸收实验设备,研究垂直管内降膜绝热吸收性能.通过套管换热器调节稀溶液入口过冷度,给予溶液吸收潜力,进行变工况降膜吸收实验.基于传质微分方程推导一种新的舍伍德数计算方法,用于传质性能评估.实验表明,传质速率以及舍伍德数随着雷诺数的增大而增大.增加吸收压力,稀溶液入口过冷度均能强化传质效果.具有过冷度的耦合传热传质过程传质速率及舍伍德数大于单独的过冷绝热吸收或者耦合传热传质吸收.利用实验结果拟合绝热吸收传质舍伍德数方程,可应用于传热传质分离的降膜吸收器热设计.
     

并流降膜塔内CO2在MEA中吸收的传递参数

实验研究了并流降膜塔内稀ＣＯ２ 在ＭＥＡ 水溶液中吸收的传递规律和参数－ 实验中气、液相连续流动, 吸收液不添加表面活性剂－ 经实验得到主要传质参数及气相传质系数的无因次式－ 在基于双膜理论的数学模型中引入新增强因子α, 以表征气、液相流动接触或和液膜内的反应对吸收液侧过程的影响－ 结果表明, α值约为３     

切应力作用下降膜吸收过程特性研究

利用CFD软件Fluent,通过数值模拟方法研究了溴化锂溶液降膜吸收过程.模型中考虑了界面切应力对于降膜吸收特性的影响,给出了不同界面切应力下主体温度、浓度随着下降距离的变化及热量、质量通量随着下降距离的变化.模拟结果表明:切应力对降膜吸收过程有一定的影响.与无切应力相比,正向切应力对降膜吸收过程不利,而逆向切应力对降膜吸收过程有利.这主要是由于切应力的存在改变了液膜内的速度分布及液膜在吸收器内的停留时间.     

下降液膜流动不稳定性实验研究

下降液膜在第3代压水堆核电站(如API000)中具有重要应用,同时它也广泛应用于多种工业设备和工业过程之中.流动不稳定性是下降液膜流动最重要的特点.该文运用阴影成像法实验研究了下降液膜的流动不稳定性,获得了液膜在不同下降倾角β下的流动图像,分析了液膜扰动波各流动参数之间的关系以及它们对于液膜流动不稳定性的影响.结果表明:对于波长而言,下降倾角的影响远大于雷诺数Re;前后波的融合是下降液膜产生流动不稳定性的重要原因;液膜流动具有区域分布的特点,Re对其具有较大的影响.     

水平管外降膜流动的膜厚测量和数值模拟

采用激光诱导荧光法结合数字图像处理技术对水平管外降膜流动的液膜厚度进行了测量,得到了常温常压下水在水平光滑管和Turbo-CII强化管外降膜流动的过程中,液膜厚度随流量、管周角度和液体分布装置布液高度变化的规律.采用Fluent软件对单根水平管外的流动情况进行了二维数值模拟,并把计算结果和实验结果进行了对比.实验和模拟结果表明:上半周的液膜厚度比下半周的大,且在水平管上半周沿顺时针方向随着角度的增大而变小,而在水平管下半周变化不大,液膜最薄点出现在水平管下半周靠近90°附近的位置;液膜厚度随着流量的增大而变大,随着布液高度的增大而变小;管外液膜流动有波动,上半周的液膜波动比较大,Turbo-CII强化管外液膜表面的波动要比光滑管的小.     

均质硅橡胶膜萃取含酚水溶液传质特性研究

构造了卷绕式及管束式两种膜组件,采用均质硅橡胶膜材料,以氢氧化钠溶液为萃取液,研究了含酚水溶液的膜萃取过程.基于液-膜-液的串联传质阻力模型,通过实验测定了体系的总传质系数.分析讨论了苯酚溶液浓度、流动状态和温度因素对膜萃取传质过程的影响,得出了总传质系数与料液流动状态及温度之间关系的数学模型.实验值与理论值的相对偏差在10%以内,表明所得的关联式可信、有效.     

溴化锂溶液降膜吸收传热传质的研究

在分析国内外相关文献的基础上,介绍了溴化锂水溶液降膜吸收水蒸气过程传热传质的理论与实验研究进展,提出了研究中存在的不足及进一步研究的方向．     

不同添加方式对添加剂强化吸收的影响

为研究界面活性添加剂对吸收过程的强化作用,采用分子中含5~10个碳原子的多种醇类物质作为添加剂进行静态池吸收实验.采用传统的液相添加、两种添加剂的液相混合添加、吸收器中气相添加、蒸发器中气相添加及气、液相同时添加等添加方式,测试了多种添加剂对溴化锂溶液吸收水蒸气的影响.实验结果表明,添加剂在不同添加方式下均能起到一定的强化吸收作用.     

溴化锂水溶液降膜吸收水蒸汽的研究

本文综述了前人的研究成果,根据当前实际使用中的溴化锂吸收式制冷机降膜吸收水蒸汽的基本特性,经过适当假设与简化,建立了有关溴化锂水溶液喷淋降膜吸收水蒸汽的物理模型。通过数学求解,获得了简单的数学表达式。由此表达式算出的结果与试验的实测结果相当吻合,从而证明了本研究所提出的物理模型能够相当有效地描述溴化锂水溶液水平管外喷淋降膜吸收低压水蒸汽的传热质过程。     

降膜式发生器的传热传质研究

降膜式发生器在溴化锂吸收式制冷机与热泵中得到了一定的应用,溴化锂降膜式发生器在较小的液液量和较小的温差下获得较高的热流密度和传势传质系数,尤其是当液膜沿着水平管外作降膜流动时,传热传质效果更佳,为此建立了省化锂降膜式发生器溶液发生过程传南的数学模型,该模型考虑了流动、传势与传质同时进行相互耦合的特点,对不同布液方式下的液膜流动初速进行了修正,对模型进行求解,并建立了实验台对降膜式发生器的传热传质进行实验,通过对800多组数据进行回归得出了计算传热与传质的准则关系式。     

水平管间溴化锂溶液滴状降膜流动分析

对溴化锂溶液在水平管间的实际液滴流动过程进行了记录分析,以改进目前滴状降膜吸收数值模型中的理想化球形液滴假设.使用高速摄像机,对16 mm管间距下溴化锂溶液滴状流动过程进行了拍摄.采用图像边缘识别技术、样条拟合和二维曲线旋转积分方法,得到了液滴表面积和体积关于时间的变化关系.根据液滴的发展特点,将管间液滴形成划分为悬垂拉伸、不稳定液柱和破裂降落3个阶段,据此提出了不同溶液流量下液滴形成的预测模型.管间液滴表面积和体积发展的预测曲线与实测结果吻合较好.该模型可以在滴状降膜传热传质数值计算中得到应用.     

液液传质界面扰动的实验研究

选用几种典型液液体系,对一相为膜流动时伴随有界面扰动的传质进行了研究．实验在类似湿壁塔的扩散槽中进行,利用激光全息干涉装置拍摄传质界面现象的全息图,分析界面扰动对传质速率的影响．获得了传质系数增强因子的关联式．     

溴化锂溶液吸收制冷传热传质实验研究

以质量浓度为50%~57%,温度为28℃~37℃的溴化锂溶液为"吸收剂",研究溴化锂溶液吸收制冷的传热传质过程。研究结果表明:增大溴化锂溶液浓度及降低溴化锂溶液温度,可提高传质推动力,进而强化制冷过程,但不影响过程阻力,获得的传质系数在10-6~10-7kg·m-2·s-1·Pa-1数量级范围。