【摘要】：吸附式制冷作為一種節(jié)能環(huán)保的制冷方式,在低品位熱源如太陽能、地?zé)崮堋⒐I(yè)余熱等方面的應(yīng)用越來越多。國內(nèi)外學(xué)者對吸附工質(zhì)對、吸附床結(jié)構(gòu)和制冷循環(huán)方式也做了大量的研究,但吸附式制冷技術(shù)仍然存在著一些亟待解決的問題,其中最為關(guān)鍵的是吸附劑的傳熱與傳質(zhì)。作為吸附式制冷系統(tǒng)的核心,吸附劑存在著傳熱性能差,氣體滲透性能差等問題,同時在吸附解吸時會有膨脹、結(jié)塊的問題。本文針對吸附劑應(yīng)用過程中出現(xiàn)的傳熱傳質(zhì)性能差的問題,在原有的膨脹石墨/氯化鈣復(fù)合吸附劑基礎(chǔ)上添加蔗糖,并利用微波加熱技術(shù)進行活化,制備膨脹石墨/蔗糖/氯化鈣復(fù)合吸附劑,通過導(dǎo)熱系數(shù)和滲透率測試,對影響復(fù)合吸附劑傳熱傳質(zhì)的因素如壓制方向、密度、燒制時間等進行分析。具體內(nèi)容如下:(1)優(yōu)化了膨脹石墨/蔗糖/氯化鈣復(fù)合吸附劑的制備工藝,通過搭建的吸附性能測試系統(tǒng)進行測試篩選,獲得了最優(yōu)配比。首先將微波爐設(shè)計成通有保護氣的加熱裝置。其次采用浸漬法將氯化鈣、蔗糖和膨脹石墨按照不同配比進行混合并干燥,微波燒制后得到不同系列的復(fù)合吸附劑樣品,通過計算燒失率可以得到氯化鈣的結(jié)晶水和蔗糖熱解的燒失情況。最后依據(jù)定容法搭建了吸附性能測試系統(tǒng),并對制備好的復(fù)合吸附劑進行吸附性能測試和分析。結(jié)果表明,復(fù)合吸附劑質(zhì)量比蔗糖:氯化鈣:石墨為1:4:1,微波功率700W,燒制時間15min時,復(fù)合吸附劑的吸附性能較好。(2)依據(jù)瞬態(tài)平面熱源技術(shù),采用Hot disk對固化石墨和復(fù)合吸附劑進行導(dǎo)熱系數(shù)測試,分析了壓制方向、壓制密度和微波燒制時間對導(dǎo)熱系數(shù)的影響。設(shè)計并加工出能夠不同方向壓制不同密度的樣品壓制模具,對石墨和復(fù)合吸附劑進行壓制固化。實驗選定的壓制方向為水平和垂直兩個方向。結(jié)果表明相較于純氯化鈣,通過添加石墨,可以提高吸附劑的傳熱性能。隨著微波燒制時間的增加,復(fù)合吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)是不斷增大的,但差異不是很大。分析得出蔗糖含量對吸附劑導(dǎo)熱系數(shù)的影響不是很大。(3)依據(jù)Ergun模型搭建了滲透率測試系統(tǒng),通過測量流量與壓差來擬合得到滲透率,分別對固化石墨和復(fù)合吸附劑進行測試,分析了壓制方向、壓制密度和燒制時間對滲透率的影響。為避免退模時因間隙而影響測量,本實驗設(shè)計的滲透率測試主體在裝填并壓制好樣品后可以直接進行測試,壓制方向也設(shè)計為水平和垂直兩個方向。結(jié)果表明同一密度下,測試方向與壓制方向垂直的石墨和復(fù)合吸附劑滲透率數(shù)值均大于平行方向,而同一壓制方向下,固化石墨和復(fù)合吸附劑的滲透率均隨著壓制密度的增加而減小。在實際應(yīng)用中,本實驗所配置的復(fù)合吸附劑壓制密度不易超過500 kg·m-3。(4)通過SEM元素分布測試,并結(jié)合吸附性能和滲透率測試的結(jié)果可以得知,隨著微波燒制時間的增加,復(fù)合吸附劑中的蔗糖會不斷熱解形成孔隙結(jié)構(gòu),增強其傳質(zhì)性能。而當(dāng)微波燒制時間繼續(xù)增加時,部分孔隙結(jié)構(gòu)會被燒結(jié),吸附劑比表面積降低,傳質(zhì)性能也開始變差。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB64

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本文編號：2446806