【摘要】：能源與人類發(fā)展進步息息相關(guān),能源的收集和利用一直是社會發(fā)展的一大主題,如何高效地利用能源日益受到人們的關(guān)注。吸附式制冷因在制冷功率上難以和傳統(tǒng)壓縮式制冷相比較,但其以低品位熱能的驅(qū)動方式且最終產(chǎn)物僅為水,展現(xiàn)出環(huán)保和節(jié)能的優(yōu)點完全符合當今人類發(fā)展的需要。本文將具有一定吸附能力的氯化鈣與導(dǎo)熱性能優(yōu)良、比表面積大的碳納米管進行復(fù)合并且固化,旨在得到傳熱與傳質(zhì)性能都較為優(yōu)秀的復(fù)合吸附劑。進行太陽能模擬吸附實驗對吸附劑的吸附量進行測定,分別考察其單位制冷量、制冷功率、吸附速率與吸附值周期等因素;采用Hot Disk熱常數(shù)分析儀對吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)進行測定。最后綜合評價吸附劑的吸附性能和導(dǎo)熱性能,評估其應(yīng)用潛力。并且結(jié)合本復(fù)合吸附劑,深入探究多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)機理,研究其物理及化學(xué)吸附過程。經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)的分析及對比,得出了對于本吸附劑最合適的制冷劑,探究了不同吸附劑配比、燒結(jié)溫度及固化密度對吸附性能及導(dǎo)熱性能的影響。在此基礎(chǔ)上提出了針對于本吸附劑的最優(yōu)制備方法:將碳納米管和氯化鈣分別加以預(yù)處理后,將二者以去離子水充分均勻混合,再加入粘結(jié)劑凹凸棒土攪拌均勻,在240℃下燒結(jié),其中碳納米管含量為1.5%,該配比狀態(tài)下固化復(fù)合吸附劑導(dǎo)熱系數(shù)可達1.8238W/(m·K)。固化復(fù)合吸附劑相比于固化純氯化鈣吸附速率提高了21.78%,單位質(zhì)量制冷量可達416.39kJ/kg。該固化復(fù)合吸附劑吸附劑在太陽能制冷領(lǐng)域表現(xiàn)出較大的應(yīng)用潛力,為吸附劑固化的研究提供了借鑒與參考。最后,從多孔介質(zhì)的角度探究了固化復(fù)合吸附劑的傳熱傳質(zhì)機理:固化復(fù)合吸附劑內(nèi)部的熱量傳遞主要是通過碳納米管和氯化鈣的熱傳導(dǎo)方式進行的,質(zhì)量傳遞主要是通過對流傳質(zhì)方式來實現(xiàn)的。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB611
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文2 吸附制冷技術(shù)中傳熱與傳質(zhì)的理論基礎(chǔ)能吸附制冷基本原理能吸附制冷系統(tǒng)包括吸附床、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置及冷凝器四個部分，-1 所示。

實驗裝置實物圖

圖 2-3 太陽能吸附制冷原理示意圖天，吸附床上附著大量制冷劑的吸附劑呈完全飽和狀態(tài)，吸附床內(nèi)的初始壓壓力 Pe，吸附床溫度為環(huán)境溫度 Tenv。陽光照射至吸附床上時，吸附床開始吸附的制冷劑開始被解吸，變成氣體，一直持續(xù)到吸附床內(nèi)壓力達到冷凝壓時開啟閥門 c，制冷劑氣體于冷凝壓力 Pc下不斷進入冷凝器，在環(huán)境溫度冷凝成制冷劑液體流入儲液罐中。在此過程中吸附床內(nèi)溫度持續(xù)升高，制冷續(xù)降低，直到太陽的輻射逐漸減弱，進入儲液罐的制冷劑濃度也不斷降低，再有制冷劑流入時，關(guān)閉閥門 c。晚，吸附床在環(huán)境溫度 Tenv下不斷降溫，吸附床內(nèi)壓力也持續(xù)降低，直到吸力降低到蒸發(fā)壓力 Pe，開啟閥門 e，蒸發(fā)器中的制冷劑在吸附床內(nèi)吸附劑的吸蒸發(fā)，直至吸附劑吸附飽和。而蒸發(fā)過程需要吸收大量熱量，制冷劑溫度從產(chǎn)生制冷效應(yīng)。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李文濤;趙奇;吳公平;;真空退火爐真空檢測技術(shù)研究[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2015年09期

2 高佼;何燕;林艷;楊曉;;氯化鈣/膨脹石墨混合吸附劑導(dǎo)熱性能研究[J];制冷學(xué)報;2013年04期

3 江龍;金哲權(quán);王麗偉;王如竹;;不同吸附量條件下氯化鍶混合吸附劑—氨的導(dǎo)熱系數(shù)與滲透率研究[J];制冷學(xué)報;2013年03期

4 卜憲標;陸振能;王令寶;;高傳熱和傳質(zhì)性能復(fù)合吸附劑的研發(fā)[J];科學(xué)通報;2013年03期

5 趙玉凱;游廣飛;薄悅;陳超;孫朝陽;;檢漏方法在真空制粉設(shè)備中的應(yīng)用[J];計量與測試技術(shù);2010年07期

6 李沛虹;趙彩俊;;過程裝備的泄漏檢測[J];科技傳播;2010年08期

7 宮克勤;孫苗苗;;多孔介質(zhì)中傳熱傳質(zhì)機理研究[J];油氣田地面工程;2009年04期

8 胡們;姚娟娟;蔡北虎;程和法;陳則韶;;沸石分子篩/泡沫鋁平衡吸附制冷性能理論分析[J];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2008年01期

9 祝春華;王端陽;;碳納米管材料導(dǎo)熱性能的實驗研究[J];廣東化工;2007年08期

10 胡玉坤;丁靜;;多孔介質(zhì)內(nèi)部傳熱傳質(zhì)規(guī)律的研究進展[J];廣東化工;2006年11期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 江龍;基于堿金屬鹵化物固化混合吸附劑的再吸附制冷與熱功轉(zhuǎn)換循環(huán)研究[D];上海交通大學(xué);2015年

2 王凱;氯化鈣/膨脹石墨混合吸附劑的吸附特性及其在雙熱管型吸附制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2007年

3 保昆雁;中密度纖維板熱壓工藝的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 程穎;基于碳納米管的太陽能吸附制冷復(fù)合吸附劑的性能研究[D];華中科技大學(xué);2014年

2 高然超;基于吸附勢理論的構(gòu)造煤甲烷吸附/解吸規(guī)律研究[D];河南理工大學(xué);2012年

3 劉元坤;多孔介質(zhì)模型在大空間建筑氣流組織模擬中的應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2011年

4 吳定柱;多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國工程物理研究院;2010年

5 劉維;固定化包埋細胞顆粒暗發(fā)酵及光合產(chǎn)氫與降解特性[D];重慶大學(xué);2009年

6 孫李寧;玄武巖纖維在低溫下的蓄冷特性試驗研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

7 丁偉華;蔬菜真空預(yù)冷理論與試驗研究[D];上海海事大學(xué);2007年

8 裴文鋒;石灰立窯型煤的試驗研究及其干燥過程的數(shù)值模擬[D];中南大學(xué);2007年

9 胡鐵山;地下建筑熱濕環(huán)境與熱濕耦合對流傳遞模型研究[D];重慶大學(xué);2006年

10 陶斌斌;多孔介質(zhì)對流干燥傳熱傳質(zhì)機理的研究及其數(shù)值模擬[D];河北工業(yè)大學(xué);2004年

本文編號：2790104