氨水纳米溶液降膜发生过程的数值模拟与试验研究

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1、乘兩大？參硕：ｔ学位论文氨水纳米溶液降膜发生过程的数值模據与试验研究专业名称：动力工稻及工浩热物理研究生姓名：胡会涛导师姓名；杜巧教巧２０１５年１月本抢文获国家自然科学基金项目（５１１７６０２９）资助。ＮＵＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＡＮＤＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＦＡＬＬＩＮＧＦＬＩＭＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮＷＩＴＨＡＭＭＯＮＩＡＷＡＴＥＲＮＡＮＯＦＬＵＩＤＳＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅ

2、ｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＨｕＨ山ｔａｏＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＤｕＫａｉＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｇｙＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪａｎｕａｒｙ２０１５东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论

3、文中作了明确的说明。与我并表示了谢意。＇＾＾研究生签名：日期：心Ｋ‘１’１．．雌．兹——Ｉ东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的。复印件和电子文档，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内一容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中。论文、英文摘要等部分内容的公布。（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理期‘八研究生签名：；靖导师答名；卒／；＾摘要针对利用低品位热能驱

4、动的氨水吸收式制冷机组，由于性能系数较低、设备庞大笨重等－缺点而制约了其广泛应用。本文采用工程热物理领域目前较为流行的纳米流体技术，即Ｗ定的方式和化例向氨水中添加纳米颗粒，形成均匀分散的氨水纳米溶液，将其应用于氨水吸收式制冷系统中的降膜发生过程，研究纳米颗粒对氨水降膜过程是否存在强化发生的效果。本文主要从氨水纳米溶液的制备与特性研究、氨水纳米溶液降膜发生过程的数值模拟与试验研究、纳米颗粒强化氨水纳米溶液降膜发生机理分析等几个方面展开，主要工作内容和结论如下；一１种氨水纳米溶液的优化制备方法，．氨水纳米溶液的制备与特性研究。文中介绍了）在适用于常温工况的氨水

5、纳米溶液稳定性研究基础上，研究了高温处理对纳米溶液分散稳定性的影响，试验结果表明，：在纳米颗粒种类试验范围内高溫处理对含表面活性剂的纳米洛液分散稳定性有弱化作用，对自分散良好的纳米溶液有强化分散效果。同时，本文探究了阴、阳离于表面活性剂复配氨水纳米溶液的稳定性和表面张力特性，试验结：果表明阴、阳离子表面活性剂在适当复配比例下，能够有效地改善氨水纳米溶液的分散稳定性和降低溶液表面张力。。巧．氨水纳米溶液降膜发生过程的数值模拟本文提出了适合氨水纳米溶液的物性参数计算方程，建立了较为符合实际且便于求解的氨水纳米溶液降膜发生热质稱合的数学模型，通过对数学模型进行离

6、散求解，得到了纳米颗粒浓度和氨组分浓度对氨水纳米溶液物性参数的影响规律，同时得到了管外液膜巧的速度场、温度场、浓度场、液膜厚度、界面质量流率分布和界面热量流率分布等降膜发生试验无法直接测得的过程参量。模拟。结果表明：氨水纳米溶液降膜发生过程中气液界面上的热质传递均主要由扩散项决定３，．氨水纳米溶液降膜发生过程的试验研究。通过氨水纳米溶液降膜发生系统试验）研究了纳米颗粒的种类和浓度、氨水纳米溶液的进口流量和氨组分浓度、发生压力等因素对降膜发生传热传质性能的影响一定的强化发生。试验结果表明：五种纳米颗粒均有ｎＦｅ－效果，其中Ｚ〇氨水纳米溶液的发生速率和有效发生比最

7、髙，发生性能效果最好，２４－有效发生比为１．４４，炭黑、ＴｉＮ、ＳＡＩ２Ｏ纳米溶液的强化发生效果依次递减！在ｉＣ和Ｙ３，纳米颗粒浓度试验范围内，随着纳米颗粒浓度的增大氨水纳米溶液的发生效果呈现先５增后减的趋势，在纳米颗粒浓度为化３％时达到最佳值，有效发生比为１．８；在氨水初始浓度试验范围内，随着氨水初始浓度的增大，纯氨水和氨水纳米溶液的发生速率均有上升的趋势，但氨水纳米溶液的有效发生比却随之减小；在溶液进口流量试