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溴化锂溶液在水平螺旋槽管壁面降膜吸收过程的数值研究

冀洋锋  
【摘要】: 吸收器是吸收式制冷机组中最重要的部件之一,其性能对于整个机组的效率有着重要的影响。管内冷却的水平管外降膜吸收被广泛地应用于吸收式制冷系统的吸收器中。本文对于溴化锂吸收式制冷机组的吸收器中采用水平螺旋槽管使得管壁外表面形成覆盖全表面的液膜以增强传热传质进行了探讨。从理论上研究了溴化锂溶液在水平螺旋槽管壁面的降膜吸收过程,其结果为吸收器的设计提供了理论依据和技术基础。本文利用流体力学的基本原理,同时考虑液膜表面张力和重力的影响,建立了溴化锂溶液在水平螺旋槽管外喷淋时形成降液膜吸收的数学模型,得出了液膜流动速度、厚度和传质方程的解析解,分析了槽道几何形状对于液膜分布的影响。结果表明,液膜在沿螺旋槽向下流动的过程中,槽道谷峰液膜较薄,槽道谷底液膜较厚;溴化锂溶液特殊的表面张力性质,使得螺旋槽管表面曲率、螺旋槽头数的变化对于液膜的厚度影响很小。但槽道深度对于液膜厚度的影响比较显著。随着槽道变深,起始位置的液膜减薄,且不同位置上的液膜在流过槽道谷底后更加均匀。对比分析显示,水平螺旋槽管的吸收性能优于光管。其原因一方面是由于加了螺旋槽后,管子壁面的湿润性能好于光管;另一方面,螺旋槽的存在增大了气体和液体之间的传质面积,使得汽液之间的传质性能更好。


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