本文關(guān)鍵詞：機械振動強化吸收式制冷傳熱傳質(zhì)的實驗研究

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【摘要】：溴化鋰吸收式制冷機采用熱能作為驅(qū)動力,能耗低,可以利用低品位熱能,因此在余熱回收領(lǐng)域有著明顯的優(yōu)勢。以溴化鋰溶液-水作為工質(zhì),無毒,無害,不可燃不爆炸,環(huán)保性能好,符合國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。但是,由于溴化鋰吸收式制冷機的效率比較低,所以它的推廣和應(yīng)用受到了限制。要想提高吸收式制冷機的效率,關(guān)鍵在于提高其傳熱傳質(zhì)效果。但是由于吸收器內(nèi)的傳熱和傳質(zhì)過程是相互影響、相互耦合的一個復(fù)雜的過程,所以傳熱傳質(zhì)的強化一直是國內(nèi)外研究的熱點課題。本文主要對機械振動強化吸收式制冷傳熱傳質(zhì)進行了實驗研究。本文首先介紹了工程實踐中強化吸收器傳熱傳質(zhì)的一般方法,然后分別介紹了國內(nèi)外傳熱傳質(zhì)強化以及振動強化傳熱傳質(zhì)的研究現(xiàn)狀,從而引出了振動強化吸收式制冷傳熱傳質(zhì)的概念。分析了單管降膜吸收的物理模型和數(shù)學模型,根據(jù)數(shù)學模型的微分方程式推導(dǎo)出了計算液膜厚度、傳熱系數(shù)以及傳質(zhì)系數(shù)的計算公式。之后,在靜止狀態(tài)下的降膜吸收數(shù)學模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)吸收器內(nèi)換熱管振動的物理模型建立了振動情況下的降膜吸收的數(shù)學模型,并且對振動情況下的液膜厚度、傳熱系數(shù)以及傳質(zhì)系數(shù)進行了理論計算,計算結(jié)果表明,頻率越高,振幅越大,液膜越薄,傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)越大。介紹了實驗臺的具體情況,實驗臺主要包括一臺熱水型的溴化鋰吸收式制冷機組,電動振動系統(tǒng),恒溫水循環(huán)系統(tǒng),實驗數(shù)據(jù)測量采集系統(tǒng)。然后實驗研究了振動對吸收式制冷傳熱傳質(zhì)的強化作用。實驗結(jié)果表明,在某個特定的振動工況下,振動不僅可以有效地強化吸收器內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過程,還可以強化冷凝器、蒸發(fā)器等換熱器內(nèi)的換熱效果,從而提高機組的制冷量;振幅相同時,振動頻率對強化效果的影響較大;頻率相同時,振幅太大或太小,振動的強化效果都會下降;當振幅與液膜厚度比較接近時振動對機組性能的強化效果最好,而且當頻率為20Hz或25Hz時,傳熱強化比、傳質(zhì)強化比以及制冷量提高比這三者的協(xié)同性比較好,說明在這樣的振動工況下機組的運行狀態(tài)最好,強化效果最佳;在本文的實驗范圍內(nèi),頻率為20Hz~30Hz的頻率段為強化效果最好的頻率段,在這個頻率段內(nèi),當振幅和液膜厚度比較接近時,傳熱的強化效果可以達到8%~20%,傳質(zhì)的強化效果可以達到10%~25%,制冷量可以提高12%~18%。在本文的實驗過程中,由于熱源的加熱量保持不變,所以制冷量的提高比也即是性能系數(shù)COP的提高比。
【關(guān)鍵詞】：吸收式制冷 機械振動 傳熱傳質(zhì) 強化效果
【學位授予單位】：天津商業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB611
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 前言9-13
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 吸收式制冷技術(shù)9-11
• 1.2.1 發(fā)展概述9-10
• 1.2.2 主要特點10-11
• 1.3 吸收式制冷技術(shù)主要的研究內(nèi)容以及現(xiàn)有的問題11-12
• 1.3.1 主要研究方向11-12
• 1.3.2 面臨的問題12
• 1.4 本課題的主要研究工作12-13
• 第二章 吸收器內(nèi)傳熱傳質(zhì)強化的研究13-24
• 2.1 傳熱傳質(zhì)強化的方法和應(yīng)用13-15
• 2.1.1 降膜吸收13-14
• 2.1.2 強化傳熱管的應(yīng)用14-15
• 2.1.3 添加表面活性劑15
• 2.2 傳熱傳質(zhì)強化研究的綜述15-16
• 2.3 振動應(yīng)用于吸收式制冷傳熱傳質(zhì)的強化16-23
• 2.3.1 振動強化傳熱研究現(xiàn)狀16-22
• 2.3.2 振動強化吸收式制冷傳熱傳質(zhì)的提出22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 振動情況下溴化鋰溶液降膜吸收的理論模型24-35
• 3.1 理論基礎(chǔ)24
• 3.2 靜止狀態(tài)下吸收器內(nèi)降膜吸收的模型研究24-30
• 3.2.1 單管吸收物理模型24-25
• 3.2.2 單管吸收數(shù)學模型25-26
• 3.2.3 降膜吸收過程中膜厚的計算26-27
• 3.2.4 降膜吸收過程中傳熱計算27-28
• 3.2.5 降膜吸收過程中傳質(zhì)的計算28-30
• 3.3 振動情況下吸收器內(nèi)降膜吸收過程的模型研究30-34
• 3.3.1 換熱管振動模型30-31
• 3.3.2 振動情況下降膜吸收的數(shù)學模型31-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 機械振動強化吸收式制冷傳熱傳質(zhì)實驗臺介紹35-47
• 4.1 溴化鋰吸收式制冷機組35-36
• 4.2 電動振動系統(tǒng)36-40
• 4.2.1 振動臺36-37
• 4.2.2 功率放大器37-38
• 4.2.3 振動信號控制儀38
• 4.2.4 其他輔助設(shè)備38-40
• 4.3 恒溫水循環(huán)系統(tǒng)40-42
• 4.4 實驗數(shù)據(jù)測量采集系統(tǒng)42-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第五章 機械振動強化吸收式制冷傳熱傳質(zhì)實驗研究47-69
• 5.1 實驗方法48
• 5.2 實驗數(shù)據(jù)的處理48-51
• 5.3 實驗結(jié)果分析51-68
• 5.3.1 溶液流量對機組性能的影響51-53
• 5.3.2 添加表面活性劑時振動對機組性能的影響53-58
• 5.3.3 沒有添加表面活性劑時振動對機組性能的影響58-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻71-76
• 發(fā)表論文及參加科研情況說明76-77
• 致謝77-78

【參考文獻】

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本文編號：1092488