热管式降膜吸收器传质传热试验研究

论文摘要

由于一次能源的紧缺,可再生能源发展相对缓慢,提高能源的利用效率成了现阶段缓解能源危机的重要手段。作为一种回收能量的技术,热泵以其经济性、可靠性和环境友好性在众多领域得到了广泛的应用。第二类吸收式热泵在只消耗少量电能的情况下,利用低温热源驱动,可以将无法利用的低品位热能提升到较高品位再次利用,大大节省了生产过程中的能源消耗,在工业余热回收领域有着良好的应用前景。由于吸收式热泵的关键设备吸收器存在传质效果不佳,设备体积庞大的问题,严重影响了系统的性能系数和热效率。本文结合降膜吸收和热管换热器的优点,设计了在热管蒸发段降膜吸收水蒸气、利用热管导出吸收热的热管式降膜吸收器,搭建了一套第二类吸收式热泵系统。主要工作如下：(1)进行系统工艺计算,完成对热管式吸收器的结构设计；(2)搭建第二类吸收式热泵试验平台,完成试验系统的调试和系统性能的测试；(3)针对光滑热管和表面带有横纹沟槽的热管进行降膜吸收传热传质试验,考察热管式吸收器的性能和横纹管热管对传热传质的强化效果。通过试验发现,热管式吸收器在溴化锂降膜吸收过程中,有较好的传热传质效果,溶液喷淋密度和吸收压力是影响传热传质的两个重要因素。带有横纹沟槽的热管其降膜吸收传热传质性能较光滑热管得到了明显的强化。试验中所采用的横纹槽热管的膜传热系数约为光滑热管的2～3倍,其传质系数约为光滑热管的2倍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号说明
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 热泵的发展及分类
• 1.1.2 研究吸收式热泵的意义
• 1.2 国内外吸收式热泵的研究现状
• 1.2.1 吸收式热泵的工作原理和基本组成
• 1.2.2 吸收式热泵的国内外研究概况
• 1.2.3 针对吸收式热泵吸收器强化传热传质的研究
• 1.2.4 降膜吸收传热传质模型研究
• 2 热管及横纹槽管的强化作用
• 2.1 热管在强化传热中的应用
• 2.2 横纹槽管的强化传热研究
• 2.3 热管式降膜吸收器的数值模型
• 2.4 课题的主要研究内容
• 3 热管式降膜吸收器的试验研究
• 3.1 系统工艺计算
• 3.1.1 系统循环参数确定
• 3.1.2 各设备单位热负荷计算
• 3.1.3 各设备热负荷计算
• 3.2 试验系统及流程
• 3.2.1 试验流程
• 3.2.2 试验主体设备
• 3.2.3 试验所需的仪器及设备
• 3.2.4 试验用工质对
• 3.3 试验前的准备工作
• 3.3.1 制作并标定铜-康铜热电偶
• 3.3.2 铂电阻的校验
• 3.3.3 降膜管冷膜试验
• 3.4 系统的调试与运行
• 3.4.1 气密性检查
• 3.4.2 装置的水洗和清水循环
• 3.4.3 系统调试
• 3.5 试验方案
• 3.6 数据处理方法
• 3.6.1 喷淋密度的确定
• 3.6.2 传热膜系数的确定
• 3.6.3 传质系数的确定
• 4 试验结果与分析
• 4.1 试验数据分析
• 4.1.1 热管式吸收器光管的传热传质
• 4.1.1.1 喷淋密度对传热传质的影响
• 4.1.1.2 吸收压力对传热传质的影响
• 4.1.1.3 横纹管热管的传热传质
• 4.1.2 横纹管参数对传热传质的影响
• 4.2 试验小结
• 4.3 误差分析
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录A 试验数据
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢