探析高温降膜吸收模拟分析及热泵样机设计

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1、大连理工大学硕士学位论文高温降膜吸收模拟分析及热泵样机设计姓名：陈学峰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马学虎20090701大连理工大学硕士学位论文摘要在工业应用中，第二类吸收式热泵将废热中的部分热量加以回收利用，以减少对能源的消耗和浪费。现今对第二类吸收式热泵的研究主要集中在：传递的机理及其强化技术，AHT循环的热力学性能，新工质对的开发应用，以及系统模拟和优化等。目前对于单管降膜吸收的研究主要集中在温度130℃以下的研究。本文采用对降膜吸收过程划分微元的分析方法，充分考虑到降膜吸收过程中

2、工质的物性变化，通过对高温条件下垂直管外溴化锂降膜吸收过程中热．质传递现象的研究，分析了非绝热吸收过程中传热传质相互作用、相互影响的关系．建立了溴化锂竖直管外降膜吸收热．质传递过程的数学模型，并对该过程进行了数值计算。分析了LiBr溶液出口温度和浓度随喷淋密度和冷却油流量的变化关系，得出了不同溴化锂喷淋密度下，溶液主体温度沿管长方向的变化是一先上升后下降的。喷淋密度越大，其温度降低的越缓慢。在不同的喷淋密度下，吸收管长度的最优值不同，喷淋密度越大，吸收管长越长。本文根据溴化锂溶液物性和降膜流动特点，设

3、计搭建了一套高温条件下(200℃以上)竖直管外降膜吸收的实验装置，该实验台是一套集降膜吸收、数据采集、温度和压力控制为一体的综合实验台系统，本套实验系统主要由垂直管外降膜吸收器、油槽、再生器、数据采集系统和温度、压力控制系统构成。本文设计了一套在吸收器、再生器、蒸发器和冷凝器中以垂直管外降膜方式实现传热传质过程的高温吸收式热泵实验样机。分析得出系统COP值随着蒸发温度的降低而升高；随着冷凝温度的升高而升高；随着低工质浓度的减小而升高；随着浓差的增大而升高。在最优的COP值条件下，实现了余热温度提升幅度

4、△T(即吸收开始温度与蒸发温度之差)大于30℃，并分别计算出吸收器、再生器、蒸发器、冷凝器和热交换器的传热面积。关键词：澳化锂溶液；管外降膜吸收；第二类吸收式热泵；模拟分析；传热传质高温竖直管外降膜吸收实验研究及模拟计算SimulationanalysisoffallingfilmabsorptionathightemperatureanddesignofAHTprototypeAbstractAbsorptionheattransformers(AHT)forupgradingofheatisver

5、yusefulforheatrecoveryoflow-levelthermalenergy，Inindustrialapplications，AHTtakesthermalenergyfromalow-temperatureprocessstreamanddeliverittoahigher-temperatureprocess．nerecycledthermalenergywillthereforereducetheprimeenergyneededintheprocess．Forthepurpo

6、seofdevelopingmoreefficientandcompactAHTondifferentconditions，MoreabroadandelaborateworkaboutAHTsareneededtobedoneinthesearea,includingtheheatandmasstransferenhancement,thermodynamicanalysisandabsorptionmechanism,thedevelopmentofnewworkingfluids，andtheo

7、ptimizationandsimulationofabsorptionprocess．111ecoupledheatandmasstransferoffallingfilmabsorptionofaqueouslithiumbromidesolutionoveraverticaltubeisanalyzedtheoretically．1f11emodelsimulationresultsaleusedtoelucidatethevariationofoutletLiBrtemperatureandc

8、oncentration、Ⅳimtheliquidsprayingdensityandcoolantvelocity．Theoptimaltubelengthisdeterminedforthecombinationofliquidsprayingdensityandtheexpectedtemperature．Experimentalresearchesoffallingfilmabsorptionalemainlystudiedbelowl30℃so