固体干燥剂转轮除湿特性的理论与实验研究

摘要

同其它除湿方式相比，转轮除湿具有良好的除湿性能，在现实生活和生产中的转轮除湿应用越来越广泛。目前干燥剂转轮除湿技术，处于一个研究热点的阶段，而干燥剂转轮作为转轮除湿的心脏，其性能的优劣直接关系到整个除湿系统的性能，所以一直以来都是该领域的重要研究方向。
　　 本文针对蜂窝式干燥剂除湿转轮的结构特点以及波纹通道传热传质的特性，以除湿转轮内单一通道为研究对象，给出简化干燥剂转轮传热传质的几点假设，建立一维传热传质模型。根据质量和能量守恒定律，得出除湿转轮干燥剂侧和空气侧的传热传质的控制方程，并且结合补充方程和边界条件，运用MATLAB程序平台，进行求解计算。借助所得到的数学模型，对500m×200mm的硅胶转轮进行模拟计算，得出处理空气出口状态参数(温度和含湿量)随运行参数的变化情况。保持其他参数不变时，处理空气出口温度、含湿量是随着处理空气进口温度，含湿量增加而增加；随着再生空气进口温度的增加，处理空气出口含湿量减少，温度增加。再生空气进口含湿量的大小对处理空气出口温度及含湿量影响较小。转轮转速存在一个最优值，使处理空气出口含湿量最低，其温度值在此刻趋于平衡。
　　 本文引入评测转轮除湿性能的两个指标：除湿量D及除湿性能系数DCOP。搭建转轮除湿性能测试实验台，对500mm×200mm的硅胶干燥剂转轮进行实验研究，分析运行参数对转轮除湿性能的影响，为实际应用提供参考。处理空气进口温度由24℃增加到32℃，除湿量减少了1.63g/kg干空气，DCOP下降约28.6％；处理空气进口含湿量增加时，除湿量及除湿性能系数均显著提高；处理风量在1200 m3/h时，除湿量达到最大，除湿性能系数随处理风量的变化不是很大；再生空气进口温度升高，除湿量随之增加，而除湿性能系数随之降低。再生空气进口含湿量大小对转轮的除湿量D及除湿性能系数DCOP的影响均不明显。再生风量越大，转轮的除湿效果越好，到达一个临界值后，除湿量及除湿性能系数趋于稳定。干燥剂转轮存在最佳转速，除湿量达到最大值，在最优转速附近，除湿性能系数变化不明显。最后将模拟值与实验值对比，验证了模型的正确性和可靠性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 课题的研究背景及意义

1.1.1 室内湿度控制的必要性

1.1.2 空气除湿技术

1.1.3 干燥剂转轮除湿的的应用

1.2 干燥剂转轮除湿国内外的研究现状

1.2.1 干燥剂除湿转轮基体结构及除湿性能研究

1.2.2 吸附剂热力性质的研究

1.2.3 转轮除湿传热传质模型研究

1.2.4 转轮除湿传热传质强化研究

1.3 本文的研究内容

第二章 转轮除湿基本原理及模型的建立

2.1 除湿过程原理及在焓湿图上的表示

2.2 转轮除湿模型的建立

2.2.1 物理模型的建立

2.2.2 数学模型的建立

2.2.3 计算方法

2.4 本章小结

第三章 干燥剂除湿转轮特性的模拟分析

3.1 处理空气进口状态对处理空气出口状态的影响

3.1.1 处理空气进口温度对处理空气出口状态的影响

3.1.2 处理空气进口含湿量对处理空气出口状态的影响

3.2 再生空气进口状态对处理空气出口状态的影响

3.2.1 再生空气进口温度对处理空气出口状态的影响

3.2.2 再生空气进口含湿量对处理空气出口状态的影响

3.3 转轮转速对处理空气出口状态的影响

3.4 风量对处理空气出口状态的影响

3.5 本章小结

第四章 转轮除湿特性测试实验台搭建与介绍

4.1 转轮除湿实验台各设备技术参数

4.2 实验台运行模式

4.3 实验台装置介绍

4.4 实验台调试与数据采集

4.4.1 实验台调试

4.4.2 实验数据采集

4.5 本章小结

第五章 干燥剂除湿转轮特性的实验研究

5.1 除湿性能指标

5.1.1 除湿量D

5.1.2 单位时间除湿量DP

5.1.3 除湿性能系数DCOP

5.2 实验方案

5.3 实验结果分析

5.3.1 处理空气对转轮除湿性能的影响

5.3.2 再生空气对转轮除湿性能的影响

5.3.3 转轮转速对转轮除湿性能的影响

5.4 实验值与模拟值比较

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢