丝网板翅式降膜吸收器传热传质性能研究

摘要

吸收式制冷机可以利用太阳能、工业余热、地热等低品位能源作为热源,对于节能环保和平衡用电峰谷具有重要意义,所以得到越来越多的应用。而吸收器作为吸收式制冷机的最关键部件之一,其尺寸与传热传质性能的好坏直接影响着整个机组的尺寸与性能,所以对新型紧凑型吸收器的开发和研究具有重要的现实意义。本文对一种新型紧凑型吸收器--丝网翅片板翅式吸收器的传热传质过程进行了机理分析和数值模拟研究,可望获得优良的传热传质特性。
　　 丝网翅片板翅式吸收器是一种由竖直板管与夹在相邻板管之间的丝网翅片组合而成的新型强化传热传质元件。液膜在丝网表面可实现双面同时暴露接触蒸气,利用重力使液膜沿丝网呈光线反射状在相邻两块传热板之间逐渐向下流动,蒸气释放的汽化潜热由板管和丝网导热带走,以此交替完成传热传质过程。在板管和丝网之间具有连接节点,板管上的相对冷液膜和丝网上相对热液膜在每个连接节点处会有重新混合和分配的过程,可以不断地将新鲜液膜表面暴露并及时地将所吸收的冷剂蒸气的汽化潜热带走,为板管和丝网上液膜的继续吸收提供良好条件,从而强化了吸收器的传热传质过程。
　　 本课题针对丝网翅片板翅式吸收器的特有结构,分别建立了板壁上降膜吸收水蒸气过程和丝网上液膜传热传质过程的模型,并对它们进行数值求解,分析了板壁上和丝网上液膜的传热传质特性,得出其速度、温度、浓度和膜厚的分布情况；然后在丝网和板壁的连接节点处建立了液膜混合的模型并进行求解,求得的混合后参数作为下一层板壁和丝网上液膜的初始参数,依次循环计算,得出整个丝网板翅式吸收器的传热传质特性;另外,本课题对比分析了有无连接点处的混合扰动两种情况分别对板壁上液膜的传热传质特性和丝网上液膜的传热传质特性的影响,得出板壁上液膜和丝网上液膜在连接节点处的混合扰动对传热传质具有明显的强化作用；最后,本文还研究了吸收器的主要运行和丝网结构参数对降膜吸收的影响。