本文選題：氨水吸收式制冷　切入點：降膜　出處：《東南大學》2015年碩士論文

【摘要】：氨水吸收式制冷循環(huán)能夠有效利用廢熱,是一種環(huán)境友好的制冷方式。但其體積龐大,機組金屬消耗量較多。其中,吸收器的傳熱面積占機組總傳熱面積比重較大,對機組的性能影響也較大。在吸收器設計計算時,面積的確定影響機組的金屬量消耗和占地面積,也決定系統(tǒng)是否能夠正常運行。因此吸收器的設計計算應引起足夠的重視。目前的設計計算中,吸收器平均溫差一般按純換熱過程用的對數(shù)平均溫差公式確定,并未考慮吸收器質交換引起的附加換熱量,本文在深入分析吸收器熱質交換過程的基礎上,結合對數(shù)平均溫差公式,提出了修正溫差公式,結合數(shù)值計算以及實驗結果分析溫差公式的合理性,并進行了相關修正。開展的工作主要包括以下幾個部分：1.針對制冷手冊中計算吸收器傳熱面積時采用的對數(shù)平均溫差公式,結合吸收器熱質傳遞分析,提出對數(shù)平均溫差修正公式。將豎直管降膜吸收過程簡化為二維模型,在微元段熱量平衡公式中加入由于吸收傳質帶來的熱流通量,通過系列假設和簡化,得出與對數(shù)平均溫差公式形式接近的溫差修正公式溫差修正公式較對數(shù)平均溫差公式多了一個系數(shù)C,C為待求量,與吸收過程的放熱量,傳熱系數(shù),溶液側及冷卻水側的質量流量有關。2.單管式豎直管傳熱傳質耦合吸收的理論分析。建立簡化的物理模型,通過一系列假設,列出控制方程,并對所列方程組數(shù)值求解。根據求解結果分析溶液進口溫度,冷卻水溫度,吸收壓力,溶液濃度對液膜厚度,液膜濃度,降膜速度和液膜溫度的影響。通過繪制不同影響因素下液膜厚度,濃度,速度和溫度隨管長的變換圖像,得出結論：液膜溫度,降膜速度隨溶液進口溫度的增大而增大,隨冷卻水進口溫度的升高而升高,隨稀溶液進口濃度的減小而減小,而膜厚,吸收終了濃度則相反；但吸收壓力升高時,4個參數(shù)均對應增大。3.氨水降膜吸收實驗研究。對已有的發(fā)生試驗臺作相應的改造,通過對冷卻水側水溫的兩次控制完成單管氨水降膜吸收實驗。針對所做實驗,取一定組數(shù)的實驗數(shù)據進行分析。變化冷卻水進口溫度,稀溶液進口溫度,稀溶液進口濃度及吸收壓力這4參數(shù),通過分析不同實驗工況下稀溶液罐內溫度T1、稀溶液進口溫度T3、降膜終了濃溶液溫度T4隨時間的變化趨勢發(fā)現(xiàn),冷卻水進口溫度越低,稀溶液進口溫度越低、初始稀溶液濃度越小、吸收壓力越大,吸收越劇烈。4.數(shù)據分析整理,比較不同溫差方法對吸收器設計的影響。結合對數(shù)平均溫差方法,溫差修正方法,數(shù)值計算方法以及實驗數(shù)據,列出不同實驗工況下,不同溫差方法求得的平均溫差及對應的吸收器面積,與實際的吸收器面積進行比較,指出修正溫差方法相較于數(shù)值求解更方法為方便,而相較于對數(shù)平均溫差方法能求得更接近于實際的吸收面積的結果。
[Abstract]:Ammonia-water absorption refrigeration cycle can utilize waste heat effectively and is a kind of environment-friendly refrigeration method. However, its volume is huge and the unit metal consumption is much. Among them, the heat transfer area of absorber accounts for a large proportion of the total heat transfer area of the unit. In the design and calculation of absorber, the determination of area affects the consumption of metal and the area of occupation of the unit. Therefore, the design and calculation of absorber should be paid more attention to. In the present design and calculation, the average temperature difference of absorber is generally determined by the logarithmic average temperature difference formula used in pure heat transfer process. The additional heat transfer caused by mass exchange of absorbers is not taken into account. Based on the in-depth analysis of the heat and mass exchange process of absorbers and the logarithmic average temperature difference formula, a modified formula of temperature difference is proposed in this paper. The rationality of the formula of temperature difference is analyzed with numerical calculation and experimental results. The work includes the following parts: 1. Aiming at the logarithmic average temperature difference formula used in calculating the heat transfer area of absorber in the refrigeration manual, Based on the analysis of heat and mass transfer of absorber, a correction formula of logarithmic average temperature difference is proposed. The absorption process of vertical tube falling film is simplified as a two-dimensional model, and the heat flux caused by absorption mass transfer is added to the heat balance formula of micro-element. Through a series of hypotheses and simplifications, it is concluded that the correction formula of temperature difference, which is close to the form of logarithmic mean temperature difference formula, has more coefficient C _ (C) than the logarithmic average temperature difference formula, and the coefficient of heat release and heat transfer in the absorption process. Theoretical analysis of heat and mass transfer coupling absorption of single tube vertical tube. A simplified physical model is established, and control equations are listed through a series of assumptions. According to the solution results, the inlet temperature, cooling water temperature, absorption pressure, solution concentration to the thickness of liquid film and the concentration of liquid film are analyzed. By drawing the transformation images of film thickness, concentration, velocity and temperature with the tube length, it is concluded that the film temperature and the falling film velocity increase with the increase of the inlet temperature of the solution. With the increase of inlet temperature of cooling water and the decrease of inlet concentration of dilute solution, the film thickness and the concentration at the end of absorption are opposite. However, when the absorption pressure is increased, the four parameters are all corresponding to increase .3.The experimental study of ammonia falling film absorption. Through twice controlling the water temperature of cooling water side, the experiment of falling film absorption of single tube ammonia water is completed. According to the experiment, the experimental data of a certain number of groups are analyzed. The inlet temperature of cooling water and the inlet temperature of dilute solution are changed. By analyzing the inlet concentration and absorption pressure of dilute solution, the temperature of dilute solution in tank T _ 1, the inlet temperature of dilute solution T _ 3, and the temperature of concentration solution T _ 4 at the end of falling film with time, it is found that the lower the inlet temperature of cooling water is, the lower the inlet temperature is. The lower the inlet temperature of dilute solution, the smaller the initial dilute solution concentration, the greater the absorption pressure, the more intense the absorption. 4. Data analysis, comparison of the influence of different temperature difference methods on the design of absorber, combining with logarithmic mean temperature difference method, temperature difference correction method, The average temperature difference and the corresponding absorber area obtained by different temperature difference methods under different experimental conditions are compared with the actual absorber area. It is pointed out that the modified temperature difference method is more convenient than the numerical method, and compared with the logarithmic mean temperature difference method, the results of the modified temperature difference method can be obtained more closely to the actual absorption area.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB616

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本文編號：1673115