低温热源下不同干燥剂材料转轮的除湿性能研究

摘要

在现如今社会持续发展、生产力不断提高前提下,人们对生活环境的要求逐渐提高。然而在提高生活质量的同时,我们往往忽略了对环境的影响,尤其是对能源消耗的影响。能源是人类发展的重要基础,伴随着全球能源消耗的增加,传统的不可再生能源以及相对应的传统能源消费方式已经不能满足我们如今高节奏的生活以及物质需求。如何增加能源的利用效率,成为我们需要解决的重要问题。
　　本文的实验是在低温热源条件下对转轮进行实验研究,实验的转轮分别为PPS硅胶、PPM分子筛以及50％PPS硅胶/50%PPM分子筛组成的转轮。由于低温热源一般在60℃到90℃之间,所以采用的再生温度为60℃和80℃,再生湿度为5%,其余工况为变量,变量包括转轮处理侧温度(20℃、30℃、40℃),处理侧湿度(70%、80%、90%),处理风速(1.5m/s、2.5m/s、3.5m/s),再生风速(1.5m/s、2m/s、2.5m/s)转轮转速(6r/h、8r/h、10r/h)。
　　通过实验得出结论:
　　(1)对比基本工况下的不同转轮的DCOP以及除湿量D发现,当再生温度从60℃升高到80℃后三种转轮的DCOP均提高1倍左右,当再生温度从60℃提高至80℃时,其他工况的DCOP以及除湿量D均增加,但是受其他因素的影响提升存在不同。
　　(2)当处理侧温度和湿度发生变化,对比三种转轮的DCOP和除湿量D发现,转轮的DCOP随着处理侧湿度的增加而升高。PPS硅胶转轮的DCOP提升最为明显,从70%相对湿度提升至90%后,DCOP值提高了33%左右。90%相对湿度条件下的PPS转轮的DCOP以及除湿量D最高。处理侧温度20℃,再生60℃和80℃条件时,PPS转轮的除湿量D均比PPM转轮以及PPS/PPM转轮高2倍左右。当处理侧温度从20℃提高至40℃,PPM/PPS各半转轮的DCOP提高了3.5倍,当处理温度40℃时,PPS/PPM各半转轮在60℃和80℃再生温度下的除湿量D最高。对比发现处理侧空气是高湿工况时PPS转轮除湿效果最好,处理侧为高温工况时,PPS/PPM各半转轮的除湿效果最好。
　　(3)改变处理侧和再生侧风速,对比三种转轮的DCOP以及除湿量D发现,1.5m/s处理风速下PPS/PPM各半转轮的DOP以及除湿量D最优,3.5m/s处理风速下PPM分子筛DCOP以及除湿量D最优;当处理风速在3.5m/s、再生温度80℃时,PPM分子筛转轮的DCOP值最高,较再生温度60℃条件下提高了3倍。当再生风速从1.5m/s升高至2.5m/s,再生温度为60℃和80℃条件下,PPS/PPM转轮的DCOP最高,而且分别提高了60%和40%,而其他转轮DCOP均下降。处理侧风速较低工况下PPS/PPM各半转轮除湿效果最好,PPM转轮在高处理风速条件下除湿效果最好;PPS/PPM各半转轮适合再生风速较高的工况。
　　(4)通过对比不同转轮的转速发现60℃再生温度6r/h转轮转速工况下PPS硅胶转轮的除湿量D以及DCOP最大,再生温度80℃、10r/h转速,PPS硅胶的DCOP较6r/h时提高了1.3倍。PPS转轮在较高的转轮转速工况下除湿效果最好。
　　(5)对比实验数据与转轮模拟数据,不同材料的转轮在相同工况条件下的,转轮处理后的模拟的整体趋势还是一致的;模拟的数值真实性,较实验值还有一些距离;考虑到模型建立中,使用的是绝热条件,且在模型的构建中没有设置角速度相关的参数,对实验模拟结果会有一定的影响。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2转轮除湿技术简介

1.3转轮的吸附材料研究进展

1.4除湿转轮在国内外的发展过程及研究现状

1.5 本课题研究的主要内容

1.6 本章小结

第二章 转轮除湿性能测试实验台

2.1转轮除湿性能实验台

2.2实验台运行与数据采集

2.3实验目的

2.4本章小结

第三章 实验方案设计及结果分析

3.1 实验方案的设计

3.2转轮除湿性能评价指标

3.3实验结果与分析

3.4本章小结

第四章转轮除湿的理论研究

4.1除湿转轮的数学模型

4.2数值计算过程

4.3数值计算结果

4.5理论结果与实验结果对比

4.6本章小结

第五章 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢