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涂层型吸附剂吸附特性的实验研究和吸附循环分析

张晓  
【摘要】:世界范围内对氟利昂的限产和禁用促使人们中快开发新型固体—蒸汽吸附 式制冷技术,然而时至今日,固体吸附式制冷仍处于实验室样机研究阶段。近 年来美国UOP公司开发的基于表面涂层工艺的新型吸附剂SC—9/水表现出优 异的吸附性能,有望将吸附制冷技术推向实用。 为全面衡量涂层吸附工质对的性能,使该技术最终能够成功应用于吸附制 冷循环,本文遵循“涂层吸附剂SC-9吸附性能实验研究—涂层吸附剂SC—9热 物性实验研究—先进循环方式研究—涂层床热质传递过程数值模拟”这一思路, 从实验研究和理论分析两方面对吸附式制冷进行了探索和研究。 1.对基于涂层技术的新型吸附剂SC—9的吸附性能进行了测试,将其吸附性 能与普通分子筛13X/水进行了对比分析;根据BET理论和吸附量测试数 据推导出吸附剂材料的比表面特征;从吸附速度曲线推导出材料的质量扩 散系数;采用平板热流计法测试吸附剂材料干燥状态下的导热系数,进而 推导材料吸湿状态下的含湿导热系数。 2.选进循环方式对提高系统性能有直接影响,本文对吸附基本循环的热力过 程进行了研究,在此基础上分析了回热型吸附循环、“热波”循环以及有 质量迁移和能量传递的新型回热循环方式的热力特性,以13X/水工质对 为例计算并比较了三种循环的优劣,得出了有意义的结论。 3.对载热流体加热涂层床体的热质传递过程建立一维三方程模型,详细模拟 了涂层床床体传热传质的动态过程,分析了不同影响因素的作用规律,对 强化床体热质传递过程提出了进一步的设想。 4.在总结全文的基础上,对吸附制冷系统的进一步研究提出了设想。


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