多孔硅胶固化吸附剂吸附性能研究

固化吸附剂是提高吸附剂传热性能的重要方式,但是恶化了吸附剂的传质性能。以羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂的多孔固化吸附剂利用CMC部分分解,在层间产生丰富的孔道,降低了吸附剂的传质阻力,具有强化吸附剂传质作用。本文对多孔硅胶固化吸附剂开展了容量法吸附性能评价、压汞法测试以及吸附性能计算,结果表明,多孔固化吸附剂层内存在一定量的大孔,改善了吸附剂传质特性;根据细孔扩散和表面扩散的计算方法,分别获得多孔硅胶固化吸附剂的细孔扩散系数和表面扩散系数。     

二维固定床双组分气体吸附的流动传热传质的数值模拟

本文建立固定床吸附过程中流动传热和传质模型,二氧化碳占20%的二氧化碳氮气双组分气体在吸附剂沸石13X上吸附过程进行了数值模拟,并对结果进行了分析.结果表明吸附过程中的温度变化是显著的,对吸附过程的传质影响巨大.通过改变吸附颗粒的大小和传热性能及改变流动过程,从而改变传热过程对吸附分离的影响是显著的.     

沸石分子筛/泡沫铝复合吸附剂及其吸附制冷性能

本文提出了一种强化传热传质的沸石分子筛／泡沫铝复合吸附剂及其制备方法,用HotDisk热物性测量仪测量了其导热系数为2．89 W／mK。基于平衡吸附对其吸附制冷的性能进行了理论计算,并与沸石分子筛-水吸附制冷系统性能进行了比较。结果表明虽然由于金属铝的热容影响,使系统COP下降,但制冷功率有大幅提高。     

吸附制冷系统吸附床设计及导热性能研究

吸附式制冷是一种适合于太阳能、生物质能等低品位能源驱动的节能环保型制冷技术。以活性炭-甲醇工质对为研究对象,设计了一种带有分散到吸附剂中的矩形支管、刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床,定性研究了扩散通量和扩散传质系数之间的关系及其传质特性;同时,通过分析吸附床的导热性能,进行了吸附质管制作材料(不锈钢、铝合金、铁皮)的导热性能测定试验。试验表明,铝合金材质(膨胀系数较大)的导热性能较好,可以作为吸附质管制作材料的最佳材质,有助于为促进吸附质的传质扩散、优化吸附床的结构设计及改进生产工艺等提供理论参考。     

沸石分子筛/泡沫铝复合吸附材料-水非平衡吸附制冷特性分析

基于线性驱动力(LDF)非平衡吸附模型,计算了不同吸附层厚度、不同循环周期沸石分子筛/泡沫铝复合吸附剂-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有很大影响.同时通过和沸石分子筛-水系统比较,由于复合吸附材料的强化传热作用,在循环周期较短时,具有更高的COP、单位吸附剂质量制冷功率以及单位吸附床质量制冷功率.     

传热与传质性能对余热吸附制冰机的影响

文中选用甲醇为制冷剂,对散装活性炭与块状活性炭的吸附式制冰在传热、传质方面进行了试验对比研究,结果表明,散装活性炭在有回热回质条件下COP可以大幅度提高。块状活性炭的传热系数远远好于散装活性炭。在块状活性炭吸附床的传质问题解决后,每个吸附床的吸附剂为48 kg时,两床系统有望实现日制冰600 kg。     

蒸发式冷凝器管外流体流动与传热传质强化

蒸发式冷凝器是一种高效散热设备,能源危机和水环保促进了它的应用.提出了扭曲管强化管外水和空气流动及传热传质,测试了圆管、椭圆管、扭曲管等三种水平管蒸发式冷凝器的流动与传热传质性能,结果表明,扭曲管间为有序的可控制水流,分布均匀,脱落速度快,更易形成柱状流,管表面水膜厚度比现有圆管和椭圆管小;传热传质系数随冷却水喷淋密度及风速的增大而增大,但冷却水喷淋密度增大至一定值后,对传热传质系数基本没有影响;扭曲管的传热传质系数高于椭圆管,特别是圆管,总结了扭曲管传热传质系数经验式.     

固化块状活性炭--甲醇的吸附性能实验分析

为提高固体吸附式制冷系统中吸附床的有效传热,本文提出了一种具有较高导热系数和较快吸附速度的固化块状活性炭,并对其物性和吸附性能进行实验研究.针对采用不同材料配比的块状活性炭,测试了活性炭-甲醇在吸附温度35℃,蒸发温度3～5℃条件下的吸附性能曲线,对比分析了粘结剂比例、固化密度及不同的床换热条件对吸附性能的影响,并由此给出了块状活性炭作吸附剂时的合适的粘结剂比例、固化密度、吸附制冷循环中的循环吸附量和循环时间.     

质子化改性壳聚糖吸附硫酸根行为及其光谱分析

壳聚糖(CTS)具有活性基团氨基和羟基,可用作吸附剂。在酸性介质中其氨基容易质子化形成氨基正离子,具有吸附阴离子的能力,同时也导致吸附剂的溶解流失;进行交联处理可提高吸附剂的酸稳定性,但也导致吸附性能的下降。因此可进行氨基保护后进行交联以改善其酸溶液稳定性,再脱去氨基保护剂进行质子化处理以获得较好的对阴离子的吸附性能。以甲醛为氨基保护剂,戊二醛为交联剂,通过反相悬浮法制得交联壳聚糖(CCTS),对其进行质子化制得质子化改性壳聚糖吸附剂(P-CCTS),并首次将该吸附剂用于处理水溶液中的硫酸根离子。通过静态吸附实验,考察了质子化改性壳聚糖对硫酸根的吸附性能;利用X射线能谱元素分析(EDS)和红外光谱分析(FTIR)对该吸附剂的制备以及对硫酸根离子的吸附过程进行了表征,探索了交联反应和吸附反应的发生机理。实验结果表明：质子化改性壳聚糖吸附剂与交联壳聚糖相比,其对硫酸根离子的吸附性能提高了约10倍;甲醛、戊二醛的醛基与壳聚糖的交联反应主要发生在的氨基(—NH₂)和部分一级羟基(C₆—OH)上;质子化过程中交联壳聚糖的氨基与质子化剂形成了氯化壳聚糖氨盐;对硫酸根离子的吸附则主要是质子化氨基上氯离子与硫酸根离子的交换作用。     

吸附式制冷系统中吸附工质对的探索和实验研究

介绍了吸附制冷工作原理,并对制冷空调学术界对吸附工质对的研究进展进行了分析,发现目前吸附工质对研究中相对薄弱的环节是吸附剂的导热性能。本课题以探索最佳比例混合式吸附剂为目的,开展吸附剂导热性能和吸附性能的实验研究,指出研究出兼具良好导热性能和吸附性能的吸附工质对,对提高制冷系统能效比将具有明显的促进作用。     

内插弹簧转子的管内换热及转子旋转特性

管内插入物是强化管内换热的有效方法,内插可旋转结构在强化换热的同时还具有良好的除垢抑垢效果。实验研究了内插螺旋弹簧转子的管内换热以及转子的转动特性。结果表明,与光管相比,换热增强30%,但流动阻力增加5倍左右,转子的参数需要进一步优化以减小阻力。转子的转速与来流速度呈线性递增关系,与入口处转子相比,下游转子的转速逐渐降低,单螺旋转子转速降低的幅度大于双螺旋转子。双螺旋结构连续稳定运行半年以上,该转子强化换热及除垢抑垢性能稳定。     

BOILING CHARACTERISTICS OF R-11 IN COMPACT TUBE BUNDLES WITH SMOOTH AND ENHANCED TUBES

This study presents new data on nucleate boiling heat transfer obtained in compact horizontal tube bundles with small tube gaps. The experiment investigates the heat transfer enhancement effects by the restricted spaces comprising the compact tube bundles and the enhanced heat transfer tubes for nucleate boiling heat transfer of R-11 at atmospheric pressure. A roll-worked tube was used as a new type of enhanced heat transfer tube. The experimental results show that the small tube gaps can greatly enhance boiling heat transfer in a smooth tube bundle, while enhancement effects of small gaps were not quite significant for the enhanced tube bundle. There is a compound effect from the enhanced surface and the restricted space only for the enhanced tube bundle with the tube gap of 0.5 mm. The effects of the tube positions within both compact tube bundles on the boiling heat transfer were minor.     

细圆管内纳米悬浮液对流换热的实验研究

实验研究了细圆管内氧化铜纳米颗粒悬浮换热特性。试验段的管径为0.68mm、1.01mm和1.28mm,氧化钢纳米颗粒平均粒径为50um,悬浮液中氧化铜纳米颗粒质量分数分别为0.02,0.04和0.06,分散剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量的分数为0.02。为进行对比分析,还测试了水的换热特性。实验结果表明,在所研究的尺寸下,层流时去离子水的努谢尔特数Nu要高于已有液体对流换热关联式计算之值,纳米颗粒悬浮液的对流换热系数高于水的,且纳米颗粒的质量分数越高,悬浮液的对流换热系数越大。随着流动从层流向湍流的转换,强化效果也越明显。     

内螺旋肋管流动与传热特性的实验研究

对六种内螺旋肋管进行了流动与传热的实验研究,实验管内径为16．25-16．69 mm,内螺旋肋高为0．28-0．44 mm,螺旋肋牙数为40-45,螺旋角为43°-45°．研究表明,内螺旋肋管可以有效地强化传热,本文所研究的管型的传热强化倍率为1．67-2．99．比较了两种评价内螺旋肋管性能的方法．用Webb模型及Ravigururajan模型对内螺旋肋管进行了性能预测并与实验值进行了比较．两个模型的预测值与本试验结果有较大偏差,相对而言,传热模型稍优．     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF HEAT TRANSFER AND BURNOUT IN CONDITION OF NONUNIFORM MEGAWATT HEAT FLUXES

Burnout is investigated in tubes under nonuniform heating on the perimeter. Data on heat transfer and critical heat flux (q_cht) in the case of water were obtained for ranges of mass velocity pw = 200-3000 kg/m₂ s, pressure p = 0.1-1 MPa, and inlet water temperature T = 25-98°C. The test section was a horizontal copper tube of 21 mm outer diameter, 8 mm inner diameter with a technically smooth surface and heat transfer-intensifying twisted tape and porous sintered coating. The test section was heated by bombardment with electrons. It is established that a redistribution of heat fluxes and an increase of wall temperature fluctuations occur at burnout. The range of regime parameters to prevent burnout of a heat transfer surface is determined.     

热管式吸附床制冷性能的实验研究

利用高效热管作为吸附床的传热部件,有效地提高了船用柴油机废气的热量回收。本文将热管式吸附床与传统的壳管式吸附床进行了性能对比。同时,选择氯化钙-氨作为吸附工质对,通过实验测定解吸、吸附过程的变化情况。本文的研究结果表明,采用热管式吸附床使得初始解吸和吸附速率有明显提高,从而有效缩短解吸和吸附周期,并能有效提高系统的SCP和COP。     

超临界CO2在烧结多孔圆管中换热的实验研究

本文对超临界压力二氧化碳在烧结多孔介质的竖直圆管中的对流换热进行了实验研究。分析了入口温度超过准临界温度、颗粒直径为0．2-0．28 mm的多孔圆管中,压力、流量、热流密度以及流动方向对超临界二氧化碳对流换热的影响。结果表明,准临界点附近剧烈变物性的影响使得超临界二氧化碳在多孔结构中的对流换热非常复杂。对流换热随着温度远离准临界温度和热流密度的增加不断减弱;流量对对流换热的影响比较复杂。在准临界温度附近,浮升力对换热有一定的影响。     

椭圆形和圆形翅片管流动与传热的数值研究

对椭圆管椭圆翅片间的流动与传热规律进行了三维数值研究,分析了不同翅片间距、迎面风速对表面换热系数和流动阻力的影响;与具有相同结构参数(相同的基管当量直径和翅片厚度、表面积)的圆管圆翅片进行比较表明,在相同条件下,两者的表面换热系数相差不大,但椭圆管椭圆翅片间流动阻力却有明显的减小.场协同分析表明,翅片迎风侧的换热要优于背风侧;通过适当增加迎风侧翅片面积,减小背风侧翅片面积,可以在强化换热的同时,减小流动阻力.     

活性炭-氨吸附式制冷循环中吸附床的传热传质性能研究

吸附床由6个吸附单元组成,吸附单元为壳管式换热器,吸附工质对是活性炭-氨。利用多孔介质中流体流动的概念,建立一个吸附单元的数学模型,模拟结果与实验结果显示出很好的一致性。同时得出了吸附床内某种平均温度和平均压力的分布规律。