沸石分子筛泡沫铝水吸附制冷性能研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文沸石分子筛/泡沫铝-水吸附制冷性能研究姓名：姚娟娟申请学位级别：硕士专业：制冷与低温工程指导教师：胡芃20080501摘要由于吸附式制冷系统所用固体吸附剂导热性能低，传质阻力大，使得吸附式制冷循环周期长，单位质量吸附剂的制冷功率(SCP)低，严重制约了吸附制冷的发展。因此强化吸附剂豹传热传质是提高吸附制冷效率的主要方法之一。本文通过添加高导热材料铝，研制了一种新型的吸附剂～沸石分子筛／泡沫铝复合吸附剂，并对其导热性能和吸附性能进行了实验研究，测得该复合吸附剂的导热系数为2．89W必m·K)，是沸石颗粒的近

2、30倍，其传质性能近似予沸石颡粒，是一种性能优良的吸附剂。．对水在沸石分子筛／泡沫铝复合吸附剂上的吸附制冷性能进行了理论分析与研究。建立了平衡吸附模型，对系统的平衡吸附制冷性能遴行了理论计算，分析了不同厚度不同循环周期下的制冷性能。并与沸石分子筛一水吸附制冷系统性能进行了比较。结果表明使用沸石分子筛／泡沫铝复合吸附材料可以缩短系统循环周期，大幅提高单位质量吸附荆的制冷功率。基于线性驱动力(LDF)非平衡吸附模型，计算了不阕吸附层厚度、不同循环震麓沸石分子筛／泡沫铝复合吸附齐l一水的基本循环吸附制冷性能。结果表明非平衡吸附对于循环性能

3、有很大影响。复合吸附剂由于强化了传热，因而系统的COP，SCP和单位吸附床制冷功率(SWP)等值在短循巧周期时均比沸石颗粒高。在理论计算中，模型对封闭期的吸附量计算没有做吸附量不变的假设，制冷剂水的物性也没有做理想气体的假设，丽是调用数据库，按照实际气体计算的，因而其计算结果更符合实际。研究了沸石分子筛／泡沫铝复合吸附材料应用到汽车空调中的可行性。采用j莹平衡吸附模型，分析了发动枫尾气余热驱动豹圆质循环麴吸醛制冷性畿，计算结果表明：相比于基本循环，回质循环可以有效缩短循环时间，提高系统的SCP值，在短周期时尤为明显。随着加热流体温度

4、的升高，系统的COP和SCp值会先舟高蜃降低。理论分析表明该复合吸附剂应用予尾气余热驱动的汽车空调是可行的。汽车在不同行驶状态，发动机排气量和排气温度会有较大差别，从而影响系统的吸附制冷性能。基于菲平衡吸附模型，研究了系统运彳亍稳定后，加热流体温度的变化对系统动态性能的影确。理论诗算结果表明系统运行过程牢，热源温度的变化极大地影响吸附床温度和吸附、解吸是的变化，故系统的COP和SCP值也存在较大的变化。对系统动态特性的分析有利于实际系统的设计和运行调节。关键词：吸附制冷沸石分子筛／泡沫铝复合吸附剂强化传热非平衡吸附回质囊蓥iii莓蠢

5、i鼎雾霉量篓霎童引AbstractAbSt糟Ct硪撼砖so攀tion羚掰ge斌io珏iss疆巧铭￡od韬妇l渊s舻ei曩ecooli鹋pow留(SCP)伴芽哪itofadsorbentandlongcycletimebecausoofthepoorheatandmaLSs协aJls允rper如芏．激诬eeoft酶赫so两e继，诚ieh영"xAbStractresultssho、Vet11atthemaLssrecoVerycyclecouldreducethecycletimeandimpr0VetheValueofSCPcompa

6、redwiththebasiccycle，especiallyatshortcycletime．Withtheincreaseoftheheatfluidtemperature，theCOPandSCPincreasefirst，thendecreaSe．Theresultsoftheoreticalanalysisindicatethatthecompositeadsorbent、VouldbeViabletotheadso印tionautomobileair-conditioning．Fordifrerent出iVingscen

7、arios，theVolumeandtemperatureofengineexhaustgaSl矾，egreatdi疗’erence，、Vhicha日’ecttheadso叩tionrefrigerationperformanceofthesystem．Onthebasisofnon’equilibriumadsorptionmodel，medyn锄icperformanceofs)噶temwhichefj[’ectedbythechangeofheatnuidtemperaturewaSinVestigated．Thechange

8、ofheatnuidtemperaturecaIlaa’ectthechangesofbedtemperature，adsorbedconcentrationanddesorbedconcentrationgreatly．Conseq