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《垂直管内TFE_NMP降膜吸收过程中热质传递试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2002年第1期低温工程No112002总第125期CRYOGENICSSumNo1125垂直管内TFE/NMP降膜吸收过程X中热质传递试验研究刘艳丽徐士鸣张利嵩(大连理工大学动力系大连116023)摘要作为一种新型的吸收式制冷工质对)))TFE/NMP(2,2,2-trifluo-roethanol/N-methylpyrolidone,中文名:三氟乙醇/氮甲基吡咯烷酮),因其良好的工作特性而被国际制冷界所重视,但有关吸收式制冷/热泵系统运行中的一个重要环节)))TFE/NMP降膜吸收过程中的传热、传质现象却少有人进行过研究。在国家自然科学基金的资助下,我们建立了单根管吸收试验台以研究
2、TFE/NMP降膜吸收过程中热、质传递规律。在不同TFE/NMP溶液流量和不同冷却水流量条件下,测得两组试验数据。对试验数据进行处理并对其数据结果加以分析后,得出垂直管内TFE/NMP降膜吸收过程中热量和质量传递规律的一些特性。主题词降膜吸收热、质传递TFE/NMP垂直管试验研究符号说明2A)))吸收管内表面积,m;Pr)))普朗特数;cp)))定压比热容,J/(kg#K);Prw)))壁温下的普朗特数;d)))直径,m;pv)))系统压力,kPa;de)))当量直径,m;QÛ)))热流量,W;h)))比焓,J/kg;Re)))雷诺数;2Km)))传质系数,kg/(m#s);t)))温度
3、,bC;L)))长度,m;$t)))温度差,bC;mÛ)))质量流量,kg/s;U)))总传热系数,W/(m2#bC);$mÛ)))质量差,kg/s;V)))体积流量,l/min;Nu0)))充分发展时努谢尔数;x)))质量百分比浓度,wt%;Nui)))努谢尔数;$x)))质量百分比浓度差,wt%;X国家自然科学基金资助项目(59876006);辽宁省博士启动基金资助项目(971053)。本文于2001年7月19日收到。12低温工程2002年希腊字母L)))动力黏度,kg/(m#s);K)))导热系数,W/(m#bC);22T)))运动黏度,m/s;A)))对流换热系数,W/(m#bC
4、);下标a)))吸收管;log,mean)))对数平均;cop)))铜管;out)))出口或外侧;cw)))冷却水;s)))吸收溶液;e)))气液平衡状态;total)))总量;eff)))有效(长度);v)))蒸气;in)))入口或内侧。0前言由于吸收式制冷/热泵系统具有可直接利用热源,运行可靠,工质对环境无公害等优点,以及1987年以来加快了禁止或限制使用CFCs和HCFCs制冷剂的步伐,因此,研究开发新型吸收式制冷系统愈来愈受到国际制冷界的重视。目前所使用的氨/水和水/溴化锂吸收式制冷系统均具有一定的缺陷:一方面,氨/水吸收式制冷系统中的氨有刺激性和毒性,且工作压力较高,一旦发生泄
5、漏事故易对人身造成伤害;另一方面,水/溴化锂吸收式制冷系统不能[1]制取0bC以下低温,溶液循环受结晶线的限制,而且锂溶液对常用金属有腐蚀性。因此,采用新型制冷工质的吸收式制冷/热泵系统研究与开发是国际制冷行业所关注的重点之一。根据已发表的文献[2~4]可知,有若干种新型制冷工质对可以用于吸收式制冷/热泵系统,其中TFE/NMP工质对工业应用前景看好。作为制冷剂的TFE工质在真空条件下工作,安全性好;制冷温度范围广,最低制冷温度可达-27bC;热化学稳定性好;对常用金属不腐蚀;不易燃烧、毒性不大以及系统运行COP值高等优点。尽管目前对TFE/NMP热物性参数测量及以此为工质的吸收式制冷/
6、热泵循环做了大量研究工作,但对吸收式制冷/热泵系统的主要部件,尤其是核心件)))吸收器内传热质过程的研究并不充分,因而影响了以TFE/NMP为工质的吸收式制冷/热泵系统应用的步伐。吸收器内的热、质传递是一复杂过程,二者相互耦合。近30年来,有关吸收器传热、传质方面的研究已有很多报道,但基本是关于[5~7]NH3/H2O或H2O/LiBr在水平或垂直管外降膜吸收试验或模型方面的研究。为了研究垂直管内TFE/NMP降膜吸收规律,在国家自然科学基金的资助下,建立了相应的试验装置,研究、分析垂直管内TFE/NMP降膜吸收过程中的热、质传递规律。1试验装置、试验方法和试验条件111试验装置为研究T
7、FE/NMP在降膜吸收器内吸收过程热、质传递规律,建立了如图1所示的单管吸收试验台。该试验台主要由吸收系统(AS)、蒸气发生系统(VG)、测量系统、取样和调节阀件、连接管路及其它辅助设备组成。AS主要由吸收管、集液器和套在吸收管外侧的冷却水管组成;VG用于产生TFE蒸气,它是一钢制容器,侧面装有视窗用于观察液位;测量系统包括测量温度用的热电偶(T1~T6)、测量系统压力的真空压力传感器(P)、测量流量的转子流量计(WFM)和(SFM
