论文部分内容阅读
蓄能是提高小型太阳能溴化锂吸收式制冷系统工作稳定性的有效措施。在蓄能技术中，浓度差蓄能是将热能以溶液化学势能的形式储存起来，储存过程中不会因蓄能器与外界的热量交换而造成能量损失，几乎可以做到无损蓄能，是太阳能溴化锂吸收式制冷系统的最佳蓄能方式。膜蓄能器在蓄能过程中可以允许溶液结晶，从而提高蓄能密度，对减小蓄能装置体积，降低制冷系统的结构复杂性具有重要意义。
利用膜蓄能器传热传质实验测试系统对蓄能器在放能过程中的传热传质动态特性进行了实验研究，并建立了膜蓄能器传热传质的三维数学模型，通过实验数据与模拟数据分析比较，膜蓄能器放能过程中水蒸汽分子传质质量最大误差5.29%，溶液平均温度最大误差12.74%，数学模型的准确性得到了验证，并以此作为研究工具分析了蓄能器内部结构参数对传质性能的影响。主要结论如下：
微孔膜内部的传质方式与微孔孔径大小、传质分子的平均自由程以及热力学操作条件有关，单一的扩散机制在实际中往往并不存在。利用膜蓄能器传热传质实验测试系统，对水蒸汽分子在微孔膜内部的传质机制进行了降压式膜蒸馏实验测试，在设置条件下推测微孔膜内部的传质过程属于Knudsen扩散——Poiseuille流动过渡模型，其中Knudsen扩散占据主导作用。
提高溴化锂溶液的初始浓度和水的蒸发温度，能有效提高膜蓄能器在放能过程中的水蒸汽分子传质速率；65%浓度的溶液在温度发生变化时，水蒸汽分子的传质速率随溶液初始温度的升高而降低，70%浓度溶液的传质速率却与之相反。原因在于：温度升高会使溶液的水蒸汽分压力增大，导致传质过程的压差减小，从而影响传质速率，而在室温范围内，70%浓度的溴化锂溶液其水蒸汽分压力随温度的变化微乎其微，但是，温度升高提高了水分子在溶液内部的扩散能力，促进了溶液内部传质过程。同时，对膜蓄能器的传热传质机理进行了分析，
模拟结果表明，增大蓄能器内部的纤维膜填充密度能提高水蒸汽分子的传质速率，而且与正方形分布相比，纤维膜管束呈三角形分布时传质速率更好。在填充密度一定时，提高膜通道有效长度可以提高水蒸汽分子的传质速率，但由于水蒸汽分子在膜通道内不断跨过膜材料被外侧溶液吸收，长度方向上的水蒸汽分子数量逐渐减少，单位膜表面积上的平均传质速率降低。
利用膜蓄能器传热传质实验测试系统对蓄能器在放能过程中的传热传质动态特性进行了实验研究，并建立了膜蓄能器传热传质的三维数学模型，通过实验数据与模拟数据分析比较，膜蓄能器放能过程中水蒸汽分子传质质量最大误差5.29%，溶液平均温度最大误差12.74%，数学模型的准确性得到了验证，并以此作为研究工具分析了蓄能器内部结构参数对传质性能的影响。主要结论如下：
微孔膜内部的传质方式与微孔孔径大小、传质分子的平均自由程以及热力学操作条件有关，单一的扩散机制在实际中往往并不存在。利用膜蓄能器传热传质实验测试系统，对水蒸汽分子在微孔膜内部的传质机制进行了降压式膜蒸馏实验测试，在设置条件下推测微孔膜内部的传质过程属于Knudsen扩散——Poiseuille流动过渡模型，其中Knudsen扩散占据主导作用。
提高溴化锂溶液的初始浓度和水的蒸发温度，能有效提高膜蓄能器在放能过程中的水蒸汽分子传质速率；65%浓度的溶液在温度发生变化时，水蒸汽分子的传质速率随溶液初始温度的升高而降低，70%浓度溶液的传质速率却与之相反。原因在于：温度升高会使溶液的水蒸汽分压力增大，导致传质过程的压差减小，从而影响传质速率，而在室温范围内，70%浓度的溴化锂溶液其水蒸汽分压力随温度的变化微乎其微，但是，温度升高提高了水分子在溶液内部的扩散能力，促进了溶液内部传质过程。同时，对膜蓄能器的传热传质机理进行了分析，
模拟结果表明，增大蓄能器内部的纤维膜填充密度能提高水蒸汽分子的传质速率，而且与正方形分布相比，纤维膜管束呈三角形分布时传质速率更好。在填充密度一定时，提高膜通道有效长度可以提高水蒸汽分子的传质速率，但由于水蒸汽分子在膜通道内不断跨过膜材料被外侧溶液吸收，长度方向上的水蒸汽分子数量逐渐减少，单位膜表面积上的平均传质速率降低。