本文選題：熱流逸效應(yīng) + 微通道�。� 參考：《廣西大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：氣體熱流逸效應(yīng)是由微通道兩側(cè)微通道冷、熱兩側(cè)的溫差驅(qū)動(dòng)而形成的氣體流動(dòng)現(xiàn)象。純氣體介質(zhì)的熱流逸效應(yīng)有一定的輸送與升壓能力;在此基礎(chǔ)之上,混合氣體的熱流逸效應(yīng)還具備一定的分離效果�？紤]熱流逸自身優(yōu)勢(shì),將其應(yīng)用于氣體分離,一方面可充分利用工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的余(廢)熱驅(qū)動(dòng),且無(wú)運(yùn)動(dòng)部件帶來(lái)的損耗;另一方面,靈活的結(jié)構(gòu)不僅可按需分離出不同濃度的產(chǎn)品,還可與不同工業(yè)過(guò)程有機(jī)整合。本文首先探討了 13種常見(jiàn)純氣體在微通道內(nèi)的熱流逸效應(yīng),分析了氣體流態(tài)、微通道結(jié)構(gòu)尺寸、氣體分子特性以及溫差對(duì)流動(dòng)的影響。研究表明,流動(dòng)在過(guò)渡流領(lǐng)域初始階段時(shí),氣體凈質(zhì)量流量較大;流動(dòng)處于自由分子流領(lǐng)域時(shí),氣體壓差最大;而努森數(shù)與微通道幾何系數(shù)相互耦合,當(dāng)二者分別達(dá)到2.4和1000左右時(shí),氣體凈質(zhì)量流量衰減幅度達(dá)99%。提升微通道冷、熱兩側(cè)溫差有助于提氣體流量與壓差。其次,基于以上討論,本文以He—Ar混合氣體為例,進(jìn)一步探討了二元混合氣體的熱流逸效應(yīng),分析了混合物摩爾比、流態(tài)、微通道結(jié)構(gòu)尺寸以及溫差等對(duì)混合物整體和氣體組元自身流動(dòng)的影響。研究發(fā)現(xiàn),在熱流逸效應(yīng)作用下,摩爾比一定的混合物在相同條件下的整體流動(dòng)與純氣體相似,且努森數(shù)與幾何系數(shù)的耦合使得氣體凈摩爾流量在二者分別達(dá)到1.6或1000左右時(shí)同樣衰減了 99%;而He與Ar氣體組元?jiǎng)t會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)差異,分子質(zhì)量較小的He會(huì)更多地流向熱端一側(cè),而Ar會(huì)更多地流向冷腔;混合物初始摩爾比和溫差越大,組元He與Ar兩者流動(dòng)差異也越大;此外,溫差在自由分子流領(lǐng)域產(chǎn)生的影響略強(qiáng)于過(guò)渡流領(lǐng)域。根據(jù)以上單級(jí)微通道內(nèi)熱流逸效應(yīng)的分析,進(jìn)一步分析了多級(jí)串聯(lián)的熱流逸式氣體分離模型。研究指出,提升溫差有助于提高單級(jí)分離單元的分離度,但無(wú)法保證多級(jí)串聯(lián)后獲得超過(guò)99%的提純度;此外分離單元的逐級(jí)分離度有一定差異,但變化幅度較小。最后,結(jié)合常規(guī)熱驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng),以分離焦?fàn)t煤氣制H2為例,設(shè)計(jì)了一種余(廢)熱驅(qū)動(dòng)的熱流逸式氣體分離系統(tǒng),提出了氣體分離系統(tǒng)的單位能耗模型。研究表明,氣體分離系統(tǒng)的單位產(chǎn)品能耗與分離單元級(jí)數(shù)、冷熱腔內(nèi)氣體與換熱器的傳熱溫差、混合氣體初始濃度等因素相關(guān)。
[Abstract]:On the other hand , the heat flow escaping effect of the mixed gas is more than 99 % when the flow is in the field of free molecular flow . Combined with the conventional heat - driven refrigeration system , a kind of heat flow escaping gas separation system driven by waste heat is designed to separate the H2 of coke oven gas . The unit energy consumption model of gas separation system is put forward . The research shows that the energy consumption of unit products of the gas separation system is related to the number of separation unit , the heat transfer temperature difference between the gas and the heat exchanger and the initial concentration of the mixed gas .
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TB657.7

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