节水冷却塔与双效塑料溴化锂制冷机系统的实验研究

摘要

溴化锂吸收式制冷机以各种低温热源为动力进行制冷，因其具有耗电少、对环境无污染无破坏、无爆炸危险、冷量调节范围广、适应性强等特点，被国际社会公认为最具有发展前景的制冷机。在当前国际社会禁止使用氟利昂的条件下，溴化锂吸收式制冷机更具发展优势。溴化锂制冷机的工质为溴化锂溶液，它是强碱性的腐蚀性介质，易对溴化锂制冷机组造成腐蚀。所以，腐蚀问题一直是制约溴化锂制冷机发展的一大瓶颈，本文提出双效塑料溴化锂制冷机，用塑料换热器代替传统的金属换热器，拟实现以塑料替代铜，解决溴冷机的腐蚀问题，同时减轻溴冷机组重量，降低吸收式制冷机制造成本。本文设计了一台制冷量为50 KW的双效塑料溴化锂制冷机组，机组的低温溶液换热器为掺石墨的聚丙烯塑料换热器。文章对双效塑料溴化锂制冷机组进行了系统计算和结构设计，尤其是塑料换热器的换热系数、流动阻力等关键参数进行了详细的计算和校核，并对其结构尺寸进行了优化设计。经过计算，换热器的传热系数为229.16 W/(m2·k)，双效塑料溴化锂制冷机组的理论COP可达1.27。文章在绘制完机组的整套图纸后，对机组进行加工，搭建了一个双效塑料溴化锂制冷机实验台，并对实验系统进行了气密性检验和初步的调试试验。初步调试结果表明，本课题双效塑料溴化锂制冷机组可以运转，机组初步调试的COP为0.68。
　　 湿式冷却塔广泛应用于国民经济的诸多领域，如电力、石油、化工、钢铁等，其耗水量巨大。我国却是一个严重缺水的国家，传统的湿式冷却塔巨大的耗水量不符合我国经济社会长远发展的要求，因此开发节水型湿式冷却塔势在必行。本文提出一种新型的节水冷却塔--盐水冷却塔，它可以通过调节盐水浓度来抑制水的蒸发，从而实现节水的目的。盐水冷却塔对缓解我国乃至世界日益严重的水危机，满足我国节水节能的重大需求，有重大战略意义!本文对盐水冷却塔进行了热力计算，盐水冷却塔的冷却载荷为371584.63kJ/h，所需的风量为44775.85 kg/h。在热力计算的基础上对盐水冷却塔进行了结构设计。本文盐水冷却塔采用双盘结构，可以根据条件对盐水浓度进行调节，以达到最佳的节水效果。

目录

文摘

英文文摘

主要符号表

1 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究状况

1.2.1 国内外双效塑料溴化锂制冷与节水冷却塔的研究

1.2.2 国内塑料溴化锂制冷与节水冷却塔的研究

1.2.3 国外塑料溴化锂制冷与节水冷却塔的研究

1.3 本课题研究内容

2 双效塑料溴化锂制冷机设计

2.1 双效塑料溴化锂制冷机的工作原理

2.2 双效塑料溴化锂制冷机的理论计算

2.2.1 已知参数

2.2.2 设计参数的选定

2.2.3 各状态参数值

2.2.4 各换热设备单位热负荷计算

2.2.5 检验

2.2.6 各工作介质流量计算

2.2.7 换热面积计算

2.2.8 换热管数计算

2.3 塑料换热器的设计

2.3.1 塑料换热器的优缺点

2.3.2 塑料换热器的结构设计

2.3.3 塑料换热器的传热计算

2.3.4 塑料换热器阻力计算

2.4 双效塑料溴化锂制冷机的结构设计

2.4.1 高压发生器

2.4.2 低压发生器与冷凝器

2.4.3 蒸发器与吸收器

2.4.4 高温溶液换热器

2.4.5 塑料换热器

2.4.6 凝水换热器

2.4.7 屏蔽泵

2.4.8 双效塑料溴化锂制冷机总图

2.5 本章小结

3 盐水冷却塔设计

3.1 盐水冷却塔的工作原理

3.2 盐水冷却塔的热力计算

3.2.1 麦克尔公式

3.2.2 盐水冷却塔计算

3.3 盐水冷却塔的结构设计

3.3.1 冷却塔主体

3.3.2 塔底

3.3.3 塔体

3.3.4 塔顶

3.3.5 喷淋管

3.3.6 大储罐

3.3.7 小储罐

3.4 本章小结

4 试验系统与测量装置

4.1 试验系统介绍

4.2 温度测量

4.2.1 热电偶测温原理

4.2.2 热电偶标定

4.3 流量测量

4.3.1 流量测量方法

4.3.2 电磁流量计

4.3.3 涡街流量计

4.4 风速测量

4.4.1 风速测量方法

4.4.2 毕托管

4.5 盐水密度测量

4.5.1 密度计原理

4.5.2 常用的几种密度计

4.6 空气温湿度测量

4.6.1 大气干湿度的测量

4.6.2 冷却塔入口空气的干湿度

4.6 本章小节

5 双效塑料溴化锂制冷机气密性检验和调试

5.1 双效塑料溴化锂制冷机组的气密性检验

5.1.1 机组气密性检验

5.1.2 机组检漏

5.1.3 机组补漏

5.1.4 机组气密性再检验

5.2 双效绪论溴化锂制冷机组的调试

5.3 双效塑料溴化锂制冷机组的COP

5.4 本章小节

6 总结与展望

6.1 本文的主要内容

6.2 本文的主要创新点

6.3 展望

附录：双效塑料溴化锂制冷机组控制电气图

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果

致谢