论文部分内容阅读
随着国内外节约能源和环保意识的日益提高,吸附式制冷作为一种低品位热能驱动绿色制冷技术,受到学术界的广泛关注。吸附床是吸附式制冷系统中的核心部件,其性能的优劣主要由床内吸附剂的传热传质性能决定。为了增强吸附床内吸附剂的导热性能,研究人员开始采用固化式吸附床,将吸附剂固化成型然后粘结在床内的金属表面,能够减小吸附剂与金属之间的接触热阻。固化式吸附床中吸附剂固化成型,减小了吸附剂间的孔隙,明显提高了导热系数,强化了吸附床的传热。但同时由于吸附剂固化成型,堵塞了颗粒间的空隙,增大了吸附剂吸脱附过程中传质阻力,导致了吸附床的传质效果的恶化。 为解决固化吸附剂传质性能不佳的问题,本文提出新的固化吸附剂强化传质方法,利用粘结剂在低温分解特性,在固化吸附剂制备过程中部分粘结剂分解挥发出来,从而在吸附剂层内形成孔道,降低固化吸附剂传质阻力,在保证较好的传热的同时提高传质性能。 通过大量实验对粘结剂进行筛选,选择CMC作为粘结剂,并对固化吸附剂制备工艺进行优化。根据容量法测试吸附性能要求,设计并搭建容量法测试装置,测试不同固化吸附剂的吸附性能,分析多孔固化吸附剂吸附性能的影响因素。实验表明,新型CMC多孔固化吸附剂的吸附速率优于其它固化吸附剂。通过对不同吸附温度和厚度的多孔固化吸附剂的吸附性能测试实验,探讨多孔固化吸附剂传质强化机制。对传质模型与实验数据进行拟合,得到在厚度均为1.6mm、吸附温度30℃的条件下,新型CMC多孔固化吸附剂的传质系数为0.0388 min-1。比普通固化吸附剂的传质系数提高了45.9%。并用热流法测试其导热系数,CMC多孔固化吸附剂的导热系数为0.316 W/mK,与普通固化吸附剂的导热系数(0.329W/mK)差别不大。结合表征数据可知,CMC的热解挥发使固化吸附剂的平均孔径增大,层间形成多孔状结构。这些多孔结构的形成能够降低吸附剂层间传质阻力,是多孔固化吸附剂吸附性能和传质系数得到提高的主要因素。