[EMIM][DMP]+H2O工质吸收制冷性能的实验研究及其降膜性能数值模拟

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:adunisrunning
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吸收式制冷和热泵装置作为一种将低品位热源泵送成为高品位热源的废热回收装置,在工业上广泛应用。其中吸收式制冷装置最为核心的部位就是吸收器,吸收器的吸收效果直接决定整个装置的性能,因此这也是整个吸收制冷装置研究的重点。其次,工质对的选择也直接决定吸收效果。在工业上常用的工质对有溴化锂溶液工质和氨水溶液工质。这两种吸收工质虽然能满足吸收式制冷装置工质的要求,但同样存在着缺点,溴化锂溶液易结晶和易腐蚀,而氨水溶液存在危险。因此,开发新型工质对也有着十分重要的意义。离子液体作为当下比较热门的研究物质,具有吸收性能良好、不结晶和无腐蚀等特点。理论上可以满足吸收制冷装置对吸收剂的性能要求,但是仍然没有将其应用在吸收制冷装置中,而关于离子液体工质溶液在吸收器中降膜流动的研究也并不完善,尤其当操作条件和物性参数改变后,降膜流动波形的变化鲜有研究。本文的工作是针对现阶段的研究工作不足,开展了更加深层次的研究:首先,搭建吸收式制冷装置,采用离子液体[EMIM][DMP]+H2O溶液作为工质对,在整个装置内部进行循环,然后采集数据对整个吸收式制冷装置进行热力学分析。通过改变再生温度、蒸发温度等参数,分多组进行实验,并计算相应的COPC值,结果表明离子液体[EMIM][DMP]+H2O溶液可以满足吸收制冷装置的一般需要。其次,模拟离子液体[EMIM][DMP]+H2O溶液在光滑圆管外降膜流动,研究降液膜的流动特征及液膜表面的波动特性。同时研究不同工质溶液、溶液表面张力、粘度以及入口速度对降液膜的影响。结果表明工质溶液的不同,降液膜的波形也会大大不同;而其中表面张力会影响惯性波的分布,表面张力越小,惯性波越多;粘度会影响惯性波的波形和降液膜的厚度,当粘度达到一定数值后,惯性波会消失且波速极低;当入口速度极大时,会出现液膜分离的现象。最后,模拟离子液体[EMIM][DMP]+H2O溶液在波节管外降膜流动,研究波节的存在对整个降液膜流动的扰动作用。结果表明:降液膜的波形会随着波节有着明显的波动,同时在波谷处会产生较小的漩涡,形成流体掺混。流体掺混会很好的促进液膜内部的组分和热量的交换,对吸收效果十分有利。
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