垂直管内降膜吸收过程热—质传递数值计算问题的研究

通过对垂直管内降膜氨－水吸收过程中热－质传递现象的研究，阐述了非绝热吸收过程中传热和传质相互作用，相互影响的关系，建立了吸收过程热质传递的数学模型，并对垂直管内降膜氨－水吸收过程进行数值计算。其研究结果为降膜吸收器的设计提供一种新的、考虑到热－质传递的计算方法。     

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.
     

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。     

纳米强化氨水垂直管外降膜发生模型

为了提高氨水发生效率,在氨水溶液中添加纳米颗粒形成纳米流体,将发生过程中降膜溶液膜厚的变化、膜厚方向的对流以及氨水纳米溶液物性的变化作为影响因素,建立了垂直管外氨水降膜发生过程数学模型.通过对该数学模型进行数值求解,得到平均传热系数、传质系数、发生速率随质量流量、氨水浓度、发生压力以及热负荷的变化情况.结果表明,选择合适比例的氨水纳米溶液对降膜发生过程具有一定的强化作用.添加纳米的氨水纳米流体较氨水基液平均传热系数增加约4%;平均传质系数增长约15%;发生速率平均增长约25%.所得模拟结果与实验值吻合较好.     

摇摆状态下TFE/NMP降膜吸收试验研究

建立了摇摆振动单管吸收试验台，对具有新型工质对TFE／NMP吸收式制冷系统中的核心部件——吸收器在不同溶液体积流量、摇摆振动频率和幅度条件下进行降膜吸收试验．通过对试验数据的处理和分析可以看出，在渔船常见的摇摆振动条件下，降膜吸收器的热、质传递优于静态下的情形，且适当提高摇摆频率或减小摇摆幅度亦有利于降膜吸收效果的改善．     

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。     

吸收器降膜和滴状吸收过程数值模拟分析

针对以溴化锂水溶液为工质的水平管吸收器,考虑润湿比、变膜厚和横向对流作用,建立了描述管表面的降膜流动和管间滴状吸收传热传质耦合过程的数学模型,采用涡量流函数法进行数学模型求解。根据数值计算结果,分析了溶液温度、浓度和吸收速率沿管排不同位置和水平管管间的变化,以及溶液喷淋密度和进口浓度对吸收器整体传热传质性能的影响。结果表明,提高喷淋密度可以改善吸收器传热性能,提高溶液进口浓度可改善传质性能,滴状吸收过程约占总吸收量的20%。与实验数据的对比说明建立的数学模型是合理的。     

孔板波纹填料热源塔的热质传递性能

提出一种采用大比表面积、表面冲有网孔的塑料孔板波纹填料的热源塔,并通过构建横流式热源塔实验系统,开展风量密度和淋液密度等对孔板波纹填料热源塔热质传递性能的研究,并与常规人字波纹填料热源塔热质传递性能进行实验对比。研究结果表明:孔板波纹填料表面的网孔结构促进液膜在填料两侧的交叉流动及液膜表面的扰动;相比人字波纹填料,当风量密度为2.5 kg/(m2·s)时,孔板波纹填料的传热系数提高9.5%,换热量为人字波纹填料的2倍,为热源塔热质传递强化及紧凑化提供参考。     

吸收器降膜和滴状吸收过程数值模拟分析

针对以溴化锂水溶液为工质的水平管吸收器，考虑润湿比、变膜厚和横向对流作用，建立了描述管表面的降膜流动和管间滴状吸收传热传质耦合过程的数学模型，采用涡量一流函数法进行数学模型求解。根据数值计算结果，分析了溶液温度、浓度和吸收速率沿管排不同位置和水平管管问的变化，以及溶液喷淋密度和进口浓度对吸收器整体传热传质性能的影响。结果表明，提高喷淋密度可以改善吸收器传热性能，提高溶液进口浓度可改善传质性能，滴状吸收过程约占总吸收量的20％。与实验数据的对比说明建立的数学模型是合理的。     

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     

竖直矩形通道降膜吸收器热质性能的试验研究

试验研究了溴化锂水溶液沿竖直矩形通道降膜吸收过程的传热传质情况。结果表明,溴化锂水溶液降膜流量、吸收压力、溶液进口浓度及进口温度对总传热系数、平均降膜吸收率的影响比较大。     

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.     

基于仿生结构对水平管降膜蒸发换热的模拟

水平管降膜蒸发器是广泛应用于海水淡化和化学工业等方面的换热设备。建立了三维数值模型，采用VOF(volume of fluid)方法结合UDF(user defined function)程序对水平管外降膜蒸发过程的换热特性进行了数值模拟研究，深入研究了光管和强化管针对不同管间距、喷淋密度、蒸发温度和管径对液膜厚度以及平均传热系数的影响。模拟结果表明：在相同条件下，强化管的平均传热系数要明显高于光管，可见基于仿生学原理优化换热表面结构能有效提高水平管外降膜蒸发的换热效率。光管和强化管的平均传热系数随着蒸发温度的升高都呈上升趋势，随喷淋密度的增加呈先上升后减少的趋势。光管和强化管的平均换热系数随管间距的增大而增大，随喷淋密度的增加呈先增加后减少的趋势；换热管的平均传热系数随着蒸发温度升高而升高，随喷淋密度的增加呈先上升后下降的趋势。     

溴化锂溶液竖管内降膜蒸发传热性能分析

为了直接高效利用低温烟气余热驱动制冷,对不同热流密度、不同浓度溴化锂水溶液竖管内层流降膜蒸发的传热性能进行了实验研究。结果表明,降膜传热系数随溶液进口浓度升高而减小,随热流密度增加而显著增大。对实验数据进行多元线性回归计算,得到实验范围内降膜传热系数关联式。用该关联式设计降膜蒸发传热的降膜式发生器,并对相同传热量的沉浸式发生器进行设计,性能对比表明,降膜式发生器在传热系数、换热组件重量和体积上有十分显著的优势。     

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。     

热管式降膜吸收器波动降膜传热传质过程模拟

对第二类吸收热泵热管式降膜吸收器溶液降膜吸收传热传质并通过热管移出吸收热的过程进行了数值研究．根据所求得的波动膜流解及建立的数学模型，通过求解热管加热段外壁面溶液波动降膜传递方程和热管传热方程，研究了膜雷诺数、低位余热温度、输出热温度及降膜波动等因素对传热传质过程的影响，并与平滑膜进行了比较．