固体吸附式制冷系统中吸附床传热性能研究

论文摘要

面对全球日益恶化的环境以及能源危机的逐渐加剧,寻求环保、节能的能量利用方式是国内外学者共同的课题。固体吸附式制冷技术作为一种新兴的制冷方式,由于其可利用能源品位低、无运动部件、结构简单及噪音低等优势得到了越来越多的重视与应用。随着系统的逐渐完善与改进,固体吸附式制冷系统将迎来更加美好的前景。吸附床是固体吸附式制冷系统核心部件,其性能的好坏是评价系统优劣的重要指标。增强吸附床的传热传质性能是提高固体吸附式制冷系统适用性的主要手段。本文基于前人设计的吸附床模型建立了相应的数学模型,采用有限差分法对控制方程及边界条件进行处理,利用Matlab软件对所建立的模型进行模拟计算,得到了吸附床内的温度分布以及吸附剂物性参数、换热流体物性参数等因素对吸附床内温度分布的影响曲线,并参考所得结果对提高吸附床传热性能方法进行了一定的分析,为今后的吸附床的优化设计提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景与意义
• 1.1.1 吸附式制冷的研究背景
• 1.1.2 吸附式制冷的历史发展
• 1.2 固体吸附式制冷的研究现状
• 1.2.1 吸附工质对的研究
• 1.2.2 吸附床传热传质性能的强化
• 1.2.3 余热利用
• 1.2.4 高效吸附式制冷循环
• 1.2.5 吸附式制冷系统的应用
• 1.3 吸附床传热传质数值研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 固体吸附式制冷基本原理及吸附床结构
• 2.1 固体吸附式制冷基本原理
• 2.1.1 吸附现象
• 2.1.2 固体吸附式制冷基本原理
• 2.2 吸附床结构及性能研究
• 2.2.1 增加换热面积的改善吸附床技术
• 2.2.2 强化换热系数的吸附床技术
• 2.2.3 热管技术
• 2.2.4 特殊设计形式的吸附床
• 2.3 本章小结
• 3 吸附床结构及模型建立
• 3.1 吸附床结构
• 3.2 吸附床数学模型的建立
• 3.2.1 吸附制冷循环过程及其Claperon图
• 3.2.2 控制方程的建立
• 3.2.3 网格的划分
• 3.3 控制方程及边界条件的离散
• 3.3.1 方程的离散化及方法
• 3.3.2 控制方程及边界条件的离散
• 3.4 本章小结
• 4 传热数值模拟结果分析
• 4.1 数值模拟结果
• 4.1.1 吸附床温度变化曲线
• 4.1.2 换热流体物性参数变化对传热性能的影响
• 4.1.3 吸附剂物性参数对吸附床传热性能的影响
• 4.1.4 吸附质物性参数对吸附床传热性能的影响
• 4.2 结论分析及拓展
• 4.2.1 结论分析
• 4.2.2 结论拓展
• 5 吸附性能对比及床层结构分析
• 5.1 吸附性能对比研究
• 5.1.1 吸附制冷工质对的研究
• 5.1.1.1 常用吸附制冷工质对性能简析
• 5.1.1.2 常用工质对的性能对比及讨论
• 5.1.1.3 吸附制冷工质国内外研究现状
• 5.1.2 吸附制冷工质对的改性
• 5.2 床层结构分析
• 5.2.1 管子参数的比较
• 5.2.2 吸附床结构改进
• 6 结论与展望
• 参考文献
• 致谢