R124-DMAC垂直管内鼓泡吸收传质性能试验研究

通过搭建垂直管内R124-DMAC鼓泡吸收可视化试验平台,对鼓泡吸收过程中的气液体积流率、溶液入口温度与溶液入口浓度对鼓泡吸收传质性能的影响进行研究。试验结果表明:提高溶液体积流率和降低气体体积流率,可以提高鼓泡式吸收器的传质性能,但提高溶液体积流率会增加吸收式制冷系统的溶液泵功率,降低系统性能系数;降低气体体积流率会降低吸收式制冷系统的制冷量。而溶液入口温度和浓度的降低,均可以较大幅度提高R124-DMAC鼓泡式吸收器的传质性能。     

膜气液接触过程的研究进展

在膜气液接触过程中,气液流速可操作范围宽,结构紧凑,易于放大,不存在液泛、沟流和雾沫夹带等问题,已成为膜科学与技术研究的热点之一.分别介绍了膜气液接触器的结构,气液传质过程中气膜传质阻力、膜阻力和液膜传质阻力的估算以及影响这些阻力的主要因素,膜气液接触过程在气体分离、无泡曝气、饱和烃/不饱和烃分离、废气中VOCs脱除和纳米粒子制备等方面的应用,并对膜气液接触过程的发展方向进行了展望.     

不同填料旋转床功耗与气体压降特性对比研究

采用同心环波纹碟片填料和不锈钢波纹丝网两种填料，在气液逆流CO2吸收操作时，对旋转床的功耗及气体压降进行了对比实验分析。功耗特性对比结果表明，当液流量不变，旋转床转速低于38rad／s时，丝网填料旋转床吸收器消耗的功率大于碟片填料旋转床吸收器消耗的功率；转速高于38rad／s时则相反。气体压降特性对比结果表明，在液流量和旋转床转速不变的操作条件下，碟片填料旋转床的气体压降要大于丝网填料旋转床的气体压降约50Pa；在气流量和转速不变的操作条件下，当液流量较小时，丝网填料旋转床的气体压降大于碟片填料旋转床的气体压降；当液流量较大时则相反。在相同气流量和液流量下，碟片旋转床气体压降要大于丝网填料旋转床气体压降。研究结果为AIP系统旋转床吸收器的填料优选及全系统的优化设计提供了重要的依据。     

气体鼓泡强化超滤分离木聚糖酶和β-木糖苷酶

研究了木聚糖酶和β-木糖苷酶的超滤分离过程中,气体鼓泡的作用、气体流量、液相流量和操作压强对溶剂透过率和分离因数的影响.结果发现,通入少量的空气即能显著改善溶剂透过率和分离因数,这种改善效果与操作条件相关,液相进料速度较低、操作压强较高时,气体鼓泡所产生的效果较为明显.在实验条件下,空气的通入可使溶剂透过率增加近60%,分离因数提高了9倍左右,增加到了36倍.适宜的空气流量为25~50 mL/min;在气体鼓泡的情况下,溶剂透过率随操作压强线性地增加,而分离因数不受操作压强影响.     

布液不均对横流热源塔传热传质性能的影响

本文建立了横流热源塔的传热传质模型,研究了不同溶液质量流量与风量工况下,布液不均对热源塔性能的影响。结果表明:热源塔总换热量与布液均匀分布系数σ成倒"U"型曲线关系,随着布液均匀分布系数绝对值|σ|的增大而减小,当溶液质量流量为1.4 kg/s,σ=0～1时,总换热量从13.60 kW降至12.01 kW,降低了11.69%;热源塔传热传质性能与σ的大小有关,与σ的方向无关。     

纳米工程流体研究进展

本文综述了纳米材料在工程流体中的研究进展.介绍了纳米工程流体的分散稳定性机理、分散剂的选择及影响因素;介绍了纳米工程流体的热传导与传质特性,包括纳米流体的导热系数、对流换热、沸腾换热、气液传质的相关机理与特性;介绍了纳米润滑油的摩擦学特性以及抗磨、极压性能机理等方面的实验和理论研究成果,旨在为纳米材料在制冷、换热、润滑、吸收等领域工程流体的发展提供指导,并提出了纳米工程流体发展中存在的问题及发展方向.     

真空膜蒸馏分离苯/N-甲酰吗啉水溶液体系微分模型

建立了新的半经验半微分传质传热模型,以苯/N-甲酰吗啉(NFM)水溶液体系为代表,研究了真空膜蒸馏分离去除苯的传质传热过程.并通过数学模拟和实验考察了操作参数对苯的传质通量、去除效率、分离因子以及水传质通量的影响.结果表明,新模型能较好地描述真空膜蒸馏的传质传热过程,能直观地解释实验结果,模拟值与实验值吻合.另外进料浓度、流量、温度及真空度的提高有利于提高苯的传质通量,但不利于提高分离效果.浓度、流量对传质的影响表现为对液相扩散传质能力的增强.温度及真空度对传质的影响表现为对气液界面分压的影响.以上因素的影响最终体现为对扩散组份跨膜分压差的影响.     

纳米颗粒对氨水鼓泡吸收性能的强化实验

结合Danckwerts的界面更新模型,初步分析了纳米颗粒强化氨水鼓泡吸收过程的机理。改变不同的氨气流量和基液氨水浓度,进行了Al2O3纳米颗粒对氨水鼓泡吸收性能的强化实验。实验表明:Al2O3纳米颗粒对氨水鼓泡吸收性能具有强化效果;在实验条件下,加纳米颗粒的吸收效果最大可以达到没有加纳米颗粒的1.22倍;在保持其它条件一定时,随着氨气流量增加,溶液吸收率增加,但有效吸收率出现有增大也有减小的不规律特征,而随着基液氨水浓度的增加,有效吸收率增加比较明显。为研制小型氨水吸收式制冷机的鼓泡式吸收器提供参考。     

混合气中C6H6的膜气体吸收分离过程

以疏水性聚丙烯中空纤维膜为气液接触膜,n-甲酰吗啉(n-Formyl morpholine,NFM)水溶液为吸收剂,研究了膜气体吸收技术分离混合气中苯的传质过程,考察了各操作参数对传质过程的影响,建立传质阻力模型,对模型预测值与实验值进行了对比.结果表明:提高气液相流量及浓度、吸收剂浓度,降低吸收液负载有利于提高传质通量.传质过程受液膜控制;在实验条件下,模型预测值与实验值符合较好,最大误差为20.2%,平均误差为9.2%.     

纳米流体研究进展

纳米流体是近几年才出现的概念,它是纳米粒子和液体介质共存的一种悬浮液。纳米流体高导热性研究为提高能源利用效率提供了一种新的解决方案,已经成为研究者关注的热点。主要介绍了纳米流体的制备和3种提高纳米流体稳定性的方法;探讨了纳米流体黏度的变化规律以及黏度对传热的影响;阐述了纳米流体在传热和传质领域中的应用;最后提出了纳米流体研究中尚需解决的问题,并对纳米流体的应用前景进行了展望。     

卷式反渗透膜的气液两相流清洗特性

建立新型膜清洗装置,将压缩空气和化学清洗液形成气液两相混合流体对2.5英寸(1英寸=25.4 mm)卷式反渗透膜进行清洗研究.系统地探讨了气液两相流清洗过程中清洗液流量、气体流速、气液比、清洗时间对膜截留率和通量恢复率的影响.结果表明清洗液在0.12 L/rain时,即可获得较好的膜通量恢复率.不同过滤面积的反渗透膜,清洗液的临界流量不同,超过该流量对膜通量恢复率无明显影响.膜通量恢复率随气体流速的增加而增加,聚酰胺材质反渗透膜气速上限是18 m/s,更高的气速将降低膜截留率.气液比在2000∶ 1～3000∶1范围内能有效提高膜通量恢复率.两相流清洗时间一般不超过15 min就能获得理想清洗效果.     

往复振荡对活塞冷却油腔内纳米流体传热及流动特性的影响

内燃机工作过程中,燃烧产生的部分热能传给活塞。当活塞功率密度超过0.3 kW/cm~2时,必须采用冷却油腔进行冷却。为揭示纳米流体在冷却油腔内的传热及流动特性,对不同种类纳米流体在随活塞冷却油腔同步往复振荡状态下的传热和流动特性进行了对流换热和可视化实验。研究发现:最优传热充液率为53.4%;往复振荡频率、颗粒的水力半径与活塞冷却油腔内的对流换热系数成正比;转子转动角度在180°~270°范围时,工作流体混合效果最佳;纳米流体的流动紊乱度在整个往复振荡周期内均好于纯净水。     

用于挥发性有机物检测的二次电喷雾电离-离子迁移率谱系统

针对呼出气体中与疾病密切相关的丙酮、异戊二烯、乙苯等气体,研究了用于挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)检测的二次电喷雾电离(Secondary Electrospray Ionization,SESI)-离子迁移率谱(Ion Mobility Spectrometry,IMS)系统.设计了样品气体流向与离子漂移方向相同的SESI电离源结构,在提高电离效率的同时对电喷液起到冷却作用,有利于保持电喷雾过程的稳定.搭建了SESI-IMS系统,分析了离化区温度、电喷液流量、样品气体进样流量等参数对系统检测结果的影响.在离化区温度175℃、电喷液流量1μL/min、进样流量200mL/min的条件下,系统对丙酮、异戊二烯和乙苯的3倍噪声检测限分别为38.8,68.9和46.9ng/L,具有应用于呼出气体VOCs检测的潜力.     

高效填料型除湿器新传质关联式实验研究

填料作为溶液除湿器的重要部件,其传质特性直接关系到整个溶液除湿空调系统性能的好坏。本文搭建了逆流填料型溶液除湿实验台,以Li Cl溶液为除湿溶液,对高比表面积波纹纤维规整填料(650 m2/m3)进行了除湿实验研究。以气液界面的水蒸气分压差为传质驱动力,获得了新的传质系数实验关联式和除湿效率实验关联式。并对该填料的除湿效果与文献中的不同填料进行对比。结果表明:该填料具有最高的单位体积传质系数,且填料的单位体积传质系数随着填料比表面积的增加而增大。传质系数实验关联式计算值与实验值相对偏差在±20%以内,除湿效率实验关联式计算值与实验值相对偏差在±15%以内。新的传质关联式可以比较精确的计算除湿器的传质性能。     

γ-Fe_2O_3/EG纳米流体热输运性质的研究

选用乙二醇(EG)为基液,运用两步法制得稳定性良好的γ-Fe2O3纳米流体。测量并研究了γ-Fe2O3纳米流体的导热系数和粘度等热输运性质。结果表明,γ-Fe2O3纳米粒子的加入使得纳米流体的导热系数较基液提高了,纳米流体的粘度在低温下较大,并随着温度的升高而减小,纳米流体在强化传热领域有着潜在的应用前景。     

喷雾冷却临界传热特性试验研究

为了进行极限热工况下的喷雾冷却传热特性研究,设计并搭建采用蒸馏水及乙醇溶液喷雾冷却试验台,分析结构参数、喷雾流量、喷雾腔内压力等对喷雾冷却临界热流密度的影响。试验结果表明:临界热流密度随槽道深度增加先增大后减小,最佳槽道深度为0.8 mm,此时临界热流密度达到326 W/cm^2;随着喷雾流量的增加,临界热流密度始终增大;喷雾腔内压力对临界热流密度基本没有影响。计算结果表明,喷雾冷却效率随槽道深度增加而提升,随喷雾流量的增加而减弱。     

水冷却塔传质过程理论模型研究

现有描述冷动塔填料表面传热传质过程的理论模型都与一个经验K值有关,由于以往的研究者都将这个系数表示成水气流量的函数,没有正确地提示揭示传质过程的本质,本文采用液膜蒸发理论,将K值有示成湿空气温差及压差的函数,通过对某些已知实验条件的实验结果进行验算,发现该模型能正确的描述冷动填料表面的传质过程,采用基于液膜蒸发理论的新模型将改善冷动塔的设计方法。     

太阳能溴化锂吸收式制冷系统溶液降膜吸收流动分析

溴化锂降膜式吸收器能在较小液流量和较小温差下获得较高的热流密度和传热传质系数,尤其是当液膜沿着水平管外作降膜流动时,传热传质效果更佳。为此建立溴化锂降膜吸收器溶液吸收过程流动的物理模型,通过对模型假设简化,对其进行数值求解,从而进行流动分析。与实验结果分析相结合,使得对吸收式制冷系统的分析更加全面。     

添加剂和纳米粒子强化溴化锂水溶液／氨水吸收特性研究进展

吸收式制冷以其节能、环保等诸多优点得到了越来越广泛的应用。本文总结与分析添加剂和纳米粒子强化溴化锂水溶液及氨水吸收特性的机制和相关实验研究的发展现状。针对吸收式制冷系统中吸收器传质系数和换热系数小而导致的制冷效率低的问题,很多学者进行了添加剂和纳米粒子对吸收过程影响的实验研究,并据此采取措施增大传质传热效率。实验主要包括以下几个方面：表面张力实验、静态池吸收实验、降膜吸收实验和氨水鼓泡吸收实验。实验结果均表明添加剂和纳米粒子可以提高吸收器中溴化锂水溶液及氨水的传热传质性能。该研究对于提高吸收式制冷系统的制冷效率有很大帮助,同时为该技术在实际系统中的应用奠定基础。     

采用单U型换热器的潜热蓄热单元蓄热过程的数值研究

提出了一种采用单U型换热器的潜热蓄热单元结构形式。以焓—多孔介质法为基础建立了蓄热单元的三维数值模型,在考虑热传导及对流换热的情况下对蓄热过程进行数值计算,得到了蓄热单元内相变材料的熔化规律。以传热流体的温度和流量为研究对象,分析了不同工况下蓄热单元内部温度及液相率的变化。结果显示对流换热能加速相变材料的熔化过程。对于这种蓄热单元,传热流体的温度是影响蓄热性能的主要因素,而传热流体的流量对于蓄热性能的影响较小。