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。     

规整填料绝热吸收器传热传质特性模拟算法

建立降膜绝热吸收传热传质过程数学模型,通过Nusselt模型对数学模型简化获得液膜流动速度方程,利用有限差分法对数学模型进行离散化处理,采用TDMA算法进行算法设计,程序迭代算法采用二分法.数值计算喷淋溶液温度、初始浓度、流量和吸收压力对传质系数影响,模拟计算规整填料绝热吸收器内溶液温度和浓度分布规律,并利用实验数据验证模型合理性.该数学模型为规整填料绝热吸收器优化设计提供理论基础.     

溴化锂溶液绝热吸收水蒸气的传质强化研究

依据双膜理论假设,建立了规整填料绝热吸收器数学模型,通过对连续性方程和动量方程简化得出速度关系式,从而保证程序计算结果收敛和减少计算时间,依据计算结果分析了喷淋溶液温度、浓度、流量和吸收压力对传质系数影响,并将计算结果和实验结果进行比较.结果表明,增加喷淋溶液流量能显著增大溴化锂溶液绝热吸收过程传质系数;数值计算结果和实验结果吻合较好.     

溴化锂溶液降膜吸收过程实验研究

：对溴化锂溶液竖板降膜吸收器进行了传热传质实验研究,实验内容包括不同吸收压力、不同溶液流量、不同溶液进口温度及不同冷却条件对吸收过程传热传质的影响,这种响应关系反映了吸收器与这些关键因变因素之间的应变规律,     

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．     

GAX循环中垂直管内降膜吸收的数值模拟

基于氨水吸收式GAX循环中垂直管内降膜吸收过程中热质、传递现象的研究,以及对该过程传热和传质的分析,建立了吸收过程热质、传递的数学模型。以单级氨水吸收式制冷装置实验数据为计算初值,对垂直管内降膜氨水吸收过程进行数值计算,计算结果与实验吻合良好。选取吸收管内径、稀氨水的喷淋密度和冷却水流量3个变量,考察液膜主流的平均温度和液膜主流浓度随变量的变化关系,结果表明喷淋密度的影响较显著。     

氨-硝酸锂在多根竖管内的降膜吸收实验研究

设计了含多根竖管的降膜式吸收器,以氨-硝酸锂作为吸收实验的工质对,对吸收器内氨蒸汽压力及其对应的饱和温度、吸收压力势、溶液进口温度、溶液进口质量分数和溶液喷淋密度等对氨的平均吸收速率的影响进行了实验.实验结果表明:当吸收速率变化范围为2.2×10~(-6)～4.8×10~(-6) g·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1)时,吸收速率随吸收压力的变化趋于线性;吸收速率随吸收器溶液进口温度的增大而降低;吸收速率随吸收器进口溶液喷淋质量分数的降低而增大;并且随着喷淋密度的增大,吸收速率先增大后趋于平稳.     

溴化锂溶液微小液滴绝热吸收水蒸气研究

基于动量守恒、质量守恒和能量守恒方程的基本理论提出绝热吸收器内溴化锂溶液微小液滴下降过程绝热吸收水蒸气的数学模型。通过数值计算分析了不同液滴直径时,溶液温度、溶液质量分数、传质系数和吸收率等随吸收器高度变化关系,该数学模型为喷淋绝热吸收器优化设计提供理论基础。     

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.
     

直燃机吸收器部件仿真与可视化计算

为研究水平管束式吸收器二元溶液两相流动传热传质规律及部件仿真与可视化方法，将水平管束式吸收器降膜吸收过程分为3个区域，即沿管壁的降膜吸收区、管底部的液滴形成区以及管与管之间的液滴降落区，应用Matlab ODE45求解器仿真求解，并将仿真结果可视化，得到了水平管上溶液温度、浓度、质量流量以及冷却水温度的变化规律，分析了不同溶液质量流量、蒸发温度对吸收器和蒸发器性能的影响．结果表明：每根水平管上的溶液温度都会有一个先降后增的过程，以第1根水平管为例，溶液质量流量为0．024kg/ms，蒸发温度为12℃，润湿率WR=0．8时，经过降膜区后温度从56℃下降到47．5℃．经过液滴形成区以后．温度又从47．5℃升至51.5℃．不同蒸发温度工况下的制冷量仿真结果表明，实际运行条件下润湿率维持在WR=0．6-0．8之间．     

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。     

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。     

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.     

凝汽器壳侧换热特性影响因素研究

影响电站凝汽器换热的因素有多种,研究这些影响因素有利于提高凝汽器换热性能。建立凝汽器壳侧流体流动与换热带有多孔介质概念的准三维数值模型,使用数值模型模拟实验凝汽器内部换热特性。在实验中,考虑冷却水入口质量流量、入口温度、蒸汽负荷、漏空气量对换热特性的影响;同样研究了湍流黏度、网格数对计算结果的影响。凝汽器入口参数直接影响凝汽器换热特性,漏空气量增大传热热阻,增大传热端差,降低传热系数;湍流黏度取值不同对数值结果有一定的影响;网格数对凝汽器实时仿真影响很大。     

交错管束间湿空气-水蒸发冷却特性模拟

为研究交错管束间喷淋水-湿空气及管壁-喷淋水间传热传质特性,综合考虑了喷淋水在交错管束间运动及传热传质过程,采用基于DPM （discrete phase models）与WFM （wall film models）耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了交错管束间湿空气-水蒸发冷却传热传质特性分析模型.通过文献实验数据验证了模型的可靠性,最大误差仅为1.1%;模拟了运行参数对交错管束间湿空气-水传热传质性能的影响.结果表明,空气流量对交错管束间传热传质性能的影响要比喷淋水流量对其影响更加显著,因此可适当降低喷淋水流量提高循环水泵能效;干湿球温度升高会对交错管束间传热传质性能产生不利影响,但与干球温度相比,湿球温度对交错管束间传热传质影响更大;提高喷淋水温度可以改善喷淋水膜-管壁间的Nusselt数,但管束壁面平均温度也随之升高,从而降低冷水机组的性能.上述研究成果为交错管束热力设计计算提供依据.      

喷雾冷却高热流密度散热传热特性研究

 针对喷雾冷却的高热流散热方式,设计和构建封闭循环实验装置。通过热电偶计算得到发热面的热流密度。通过激光多普勒测速仪(PDA)测量喷嘴的液雾分布、粒径和尺寸。基于气泡动力学与传热学,建立喷雾冷传热特性的理论模型。数值模拟的计算结果显示出喷雾高度对喷雾冷却曲线的影响：随着喷雾高度的增大,喷雾冷却的换热能力升高,与实验结果的变化趋势相同。同样采用数值的方法,给出不同喷雾张角、不同喷雾压力和不同喷雾高度下的换热系数,对喷雾冷却的传热特性进行分析。研究表明,两相区内的喷雾冷却换热能力得到了显著的增强,喷雾冷却存在最佳喷雾高度。