论文部分内容阅读
世界性能源危机的出现使各国对吸收式制冷技术给予了高度重视。在我国，不断加剧的用电压力导致空调用电也受到一定的限制，这为以热能为驱动力的吸收式制冷的发展提供了机会。吸收器作为决定吸收式制冷机性能的主要部件，增强其工作介质溴化锂水溶液及氨水吸收效果对于提高制冷机热力系数及吸收式制冷在空调行业的应用有着重要的意义。添加剂和纳米粒子强化溴化锂水溶液及氨水吸收过程的特性受到众多学者的研究，本文首先采用白金板法（Wilhelmy板法）测量了含有添加剂和纳米粒子的溴化锂水溶液及氨水表面张力的变化情况。本文首先进行了单独添加添加剂的表面张力测量实验，实验中选择的添加剂有正辛醇(1-Octanol)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等两种阳离子表面活性剂和高聚物聚丙烯酰胺(PAM)。通过比较得出1-Octanol对于降低LiBr水溶液和氨水的表面张力效果最好，但由于其有毒、高温下易分解，不适用于多效吸收式制冷系统中。CTAC和CTAB对降低LiBr水溶液和氨水的表面张力也有较好效果，且二者具有耐高温、稳定性好等特性。PAM的效果较差。然后进行了分别单独添加纳米粒子铜(Cu)和二氧化钛(TiO2)，相比之下，Cu纳米粒子降低表面张力的效果较TiO2差，而且溴化锂水溶液对Cu纳米粒子有强烈的腐蚀性，因此，在后面的实验中选择了TiO2纳米粒子。为了更好地降低表面张力，在分别进行上述两类实验的基础上，进而将添加剂和纳米粒子混合添加到吸收式制冷的工作介质中，进行表面张力测量的实验。实验结果表明，混合添加后，不但各种添加剂仍然对降低溴化锂水溶液和氨水的表面张力起主要作用，而且由于纳米粒子的加入在降低表面张力的同时还可强化换热，所以，二者的混合添加对于强化吸收式制冷工作介质的传质传热效果起到双重的作用。由于吸收式制冷系统在实际运行过程中存在温度的波动，为此，还进行了温度对添加剂溶液表面张力的影响实验，结果显示溶液表面张力随温度的升高而降低，很好的符合了温度对表面张力的影响规律，即一般情况下，大多数物质的表面张力均随温度的升高而降低。当然实验数据显示，在本文的实验温度范围内，温度波动在±1℃以内时，可忽略其对表面张力的影响。最后，为了直观的反应表面张力对传质过程的影响，从理论的角度分析了表面张力的降低对传质系数的影响。即从马兰格尼（Marangoni）对流入手，结合汽液传质过程中Marangoni对流对传质过程影响的经验关系式，分析了表面张力与传质系数的关系。通过计算分析可知，含有添加剂的LiBr水溶液表面张力越小时，其吸收过程的传质系数越大，显然此时吸收式制冷的吸收过程就会被强化。