吸附式太阳能空调器的设计及计算机模拟

摘要

本文将吸附制冷技术应用于太阳能利用领域，采用实验研究和数值模拟的方法做了一些探索性的工作，介绍了吸附式制冷技术的基本概念和原理，从吸附工质对的性能、吸附式制冷系统循环方式和吸附床的结构方面对吸附式制冷技术的研究进展作了总结；运用多孔介质传热传质理论对吸附床内单元管的传热传质过程进行了简化，并基于这些假设建立了非平衡吸附条件下的数学模型。它比常规的数学模型更准确地描述了吸附床传热传质的特性；在合理划分网格的基础上，采用隐式差分格式对数学模型中的控制方程离散化，并用追赶法求解了方程组。编写了吸附式制冷系统设计的部分计算程序；建立了太阳能吸附制冷实验系统。采用模拟热源、基本连续制冷循环方式建立实验台，通过实验数据验证了所建立的数学模型，并对实验值与模拟的误差进行了分析。

目录

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北京化工大学学位论文原创性声明

第一章绪论

1.1引言

1.2吸附式制冷发展历程

1.3吸附式制冷研究现状

1.3.1吸附工质对的研究

1.3.2传热传质研究

1.3.3余热和太阳能利用研究

1.3.4吸附制冷循环研究

1.3.5吸附床的研究

1.4本文的主要研究内容

1.4.1实现系统的连续循环制冷

1.4.2吸附制冷单元管传热传质耦合数学模型的建立

1.4.3数学模型的求解及计算软件的编程

1.4.4单元管数学模型的验证及整机性能测试

第二章吸附式制冷的基本原理

2.1吸附式制冷的基本概念

2.1.1吸附的概念

2.1.2物理吸附与化学吸附

2.1.3吸附工质对

2.2吸附工质对的吸附机理及吸附率方程

2.2.1平衡吸附与非平衡吸附

2.2.2吸附理论及吸附率方程

2.3吸附式制冷循环

2.3.1基本型吸附式制冷循环

2.3.2连续型吸附式制冷循环

2.3.3连续回热型吸附式制冷循环

2.3.4其它吸附式制冷循环

2.4小结

第三章单元管传热传质分析

3.1吸附床的结构

3.2单元管数学模型的简化与传热传质分析

3.2.1数学模型的简化

3.2.2单元管的传热传质分析

3.2.3数学模型的建立

3.3 小结

第四章单元管数学模型的求解

4.1方程离散化

4.1.1离散化方法

4.1.2网格的划分

4.1.3源项的处理

4.1.4能量方程的离散化

4.1.5壁面方程的离散化

4.1.6边界条件的离散化

4.2线性代数方程组

4.3方程组的数值求解

4.3.1数值计算中选用的部分参数

4.3.2壁面换热系数的确定

4.3.3数值计算算例

4.4吸附式制冷系统计算软件编制

4.4.1程序流程图

4.4.2软件算例

4.5小结

第五章实验与数据分析

5.1实验装置与测试方法

5.1.1实验装置

5.1.2实验步骤

5.2实验结果分析

5.2.1实验结果分析中用到的参数

5.2.2实验数据记录

5.2.3实验结果与模拟计算结果的比较

5.3小结

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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