不同浓度溴化锂溶液层流降膜传热性能实验研究

论文摘要

节约能源和保护环境是人类一切活动中面临的两大关键问题。溴化锂吸收式制冷机在环境保护方面的优势已被公认,具有广阔的应用发展前景,但其充分利用低温热源的潜力尚未得到充分发挥,本课题针对气体类低品位热源驱动的溴化锂-水溶液吸收式制冷而提出采用竖管内降膜的发生器,其特点是溴化锂溶液薄液膜在竖管内自上而下流动,气体热源在外部加热,便于加装肋片实现强化传热。溴化锂机组发生器在不同浓度运行工况下的传热性能,历来是人们所关注的焦点问题,对此我们进行了溴化锂机组降膜发生器不同进口浓度的传热性能实验研究。根据对溴化锂物性和降膜流动的特点,设计固定进口液位下的实验工况范围:热流密度qw为10kW/m225kW/m2,溶液进口浓度Win为50%58%。本文通过量纲分析得出体积流量与Re数的关联式,对一定液位下同一布膜器的进口流量进行了标定,得到了进口流量与进口温度、溶液运动粘度间的关系式V = 0.0196t0.1594υ-0.3643。实验得到了不同浓度、热负荷下的降膜发生传热系数、放气范围、冷剂蒸汽产量。实验结果表明,在层流降膜时,降膜传热系数随溶液进口浓度升高而减小,随热流密度增加而增大。放气范围和冷剂蒸汽量随浓度升高而减小,随热流密度增加而增大。对实验所测数据进行分析处理,通过多元线性回归,得到层流（Re<500）降膜时传热系数关联式: hm = 77.3469Win-0.8058qw0.2422通过显著性检验,方程的F值是106.6097,复相关系数R为0.9624,回归方程的计算值与实验值的偏差在±5.01%之间,方程具有较强的显著性。本实验研究具有工程适用背景,实验得到的竖管内降膜发生器传热系数的方程式可以为工程设计提供参考。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 降膜发生特点及降膜发生器
• 1.2.1 降膜发生特点
• 1.2.2 降膜发生器
• 1.3 降膜发生传热的研究进展
• 1.3.1 降膜传热的理论研究
• 1.3.2 降膜传热的实验研究
• 1.3.3 降膜传热的应用研究
• 1.4 降膜发生有待解决的问题
• 1.5 本课题的主要工作
• 2 实验内容和流程
• 2.1 实验研究的目的
• 2.2 实验原理
• 2.3 实验装置介绍
• 2.3.1 实验装置
• 2.3.2 实验装置中主要部件及作用
• 2.4 实验工况的设计和调节
• 2.4.1 实验工况的设计
• 2.4.2 实验工况的调节
• 2.5 实验测试
• 3 实验数据的测量及处理
• 3.1 实验溶液特性及参数
• 3.1.1 溴化锂溶液物性
• 3.1.2 实验溶液参数
• 3.2 数据测量
• 3.2.1 实验数据的测量
• 3.2.2 实验测量仪表
• 3.2.3 实验中应注意问题
• 3.3 数据处理
• 3.3.1 传热温差?T
• 3.3.2 传热系数的计算
• 3.3.3 热平衡分析
• 3.3.4 误差分析
• 4 实验结果与分析
• 4.1 实验现象分析
• 4.1.1 趋于稳定的温度变化曲线
• 4.1.2 干烧现象
• 4.2 流量的测量计算
• 4.3 不同浓度流量与Re 关系
• 4.4 影响降膜发生传热性能的因素
• 4.4.1 浓度对降膜发生传热系数的影响
• 4.4.2 热流密度对降膜发生传热系数的影响
• 4.5 不同工况下的放气范围
• 4.6 不同工况下的冷剂蒸汽量
• 4.7 降膜发生器与沉浸式发生器传热系数对比
• 4.8 实验值与模拟值的比较
• 4.9 降膜发生传热系数关联式回归
• 5 结论
• 5.1 工作内容总结
• 5.2 研究成果总结
• 5.3 课题发展前景
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A 溴化锂溶液物性方程
• B 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录