吸附式制冷吸附床内传热传质数学模型的数值求解

吸附床是吸附式制冷系统的核心部件,其传热传质性能的好坏直接影响到系统的制冷量.为了研究吸附床的传热传质特性,笔者建立了吸附式制冷系统中吸附床在非第一类边界条件时的一维传热传质的数学模型,并运用有限差分法对该数学模型进行了数值分析.该数学模型和计算结果有助于深入认识吸附床的传热传质特性,以期能为吸附床的具体设计提供理论依据     

固体吸附式制冷系统中吸附床内传热过程的数值模拟

通过对固体吸附床的模拟来优选吸附床的型式，建立了非稳态，有内热源的模型，分别对螺旋管外换热式吸附床和内热换热式吸附床进行模型，考虑到多微孔物质的传质和传热阻力在的情况，又建立了翅片换热式吸附床和肋片换热式吸附床的传热传质模型，通过分析13X－H2O工质对在中附床内的脱附速率等参数，优选出较为适宜的吸附床模型，并在优选得到的模型上模拟自制吸际剂的脱附特性及床层温度分布，结果表明，增加翅片或肋片能增强床层的传热效果，其中增加肋片效果更显著。的数学模型及计算结果及吸附床设计和应用及商业化提供了理论依据。     

化学吸附式制冷吸附床的模拟研究与结构分析

吸附床的传热传质性能的优化是提高吸附式制冷系统制冷效率的重要方法。利用FLUENT软件对使用CaCl2-NH3为吸附工质对的化学吸附制冷系统中的吸附床进行了数值模拟研究,分析了吸附床解吸过程中温度场和单位质量吸附剂制冷量(SCP)的变化规律,并对不同填充直径和每层填充厚度的吸附床进行了性能分析,结果显示在填充总量一定时,吸附床的填充直径越小,系统的制冷效率越高。     

用导热理论确定制冷吸附床偏心距的数值模拟研究

考虑到当吸附床内管出现偏心时会对制冷吸附床的传热效果产生影响,应用FFLU-ENT软件建立了固体吸附式制冷吸附床的同心圆筒壁模型,分析了吸附床产生不同大小的偏心距时吸附床外壁面检测点温度变化情况,给出了当外壁面是对流换热面和绝热面时检测点温度的求取方法以及检测点温度与偏心距的关系曲线,提供了一种在不拆卸设备的情况下得到偏心距的方法,为优化吸附床的结构设计提供了理论依据.     

储冰球相变传热数值计算及分析

对圆球形相变储冷器的相变传热问题进行了详细分析，采用焓法模型对常用相变介质水在球内的凝结过程进行了数值求解，得出了第一类边界条件下的相变界面位置变化与界面部移动速度变化以及相奕时间与球径和传热温差的关系等结果，可以为圆球形及其它形状的相变储的设计和分析计算提供理论依据与参考。     

太阳能固体吸附式制冷系统吸附床内单元管传热传质分析

为缩短太阳能固体吸附式制冷系统的制冷周期,提出一种太阳能固体吸附式连续制冷系统.针对具体的吸附床,建立了吸附床内单元管传热传质的数学模型,并运用多孔介质传热传质的理论分析了吸附床内单元管的传热传质的计算方法,列出了控制方程组和初始、边界条件.给出控制方程组的有限差分解法,为吸附床的优化设计奠定了理论基础.     

吸附床内部特性对固体吸附式转轮太阳能制冷系统的影响

采用均匀压力场模型对太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷系统中吸附床的传热传质过程建立了数学模型,并通过数值模拟的方法,分析了吸附床的内部特性参数的改变对系统性能系数(COP)及吸附床平均脱附率等参数的影响。结果表明,固体吸附式转轮制冷系统的COP值随着转轮吸附床的导热系数及吸附剂的堆积密度的增加而显著的增加,而随着吸附床的转速及吸附剂厚度的增加先增加后减小。     

天然气吸附床脱附过程的传热实验研究

对天然气吸附床在绝热条件下进行了脱附过程的传热实验,实验测量了吸附床在脱附过程中温度分布与变化,实验结果表明吸附床的温度随放气量的增加不断降低,数值达-35℃左右,而且温度分布极不均匀,相差达到40℃。实验发现吸附床中气体渗透对温度分布与变化有较大影响,较低的温度也严重降低了天然气的释放,从而降低了有效天然气吸附量。本文实验数据为采取强化吸附床的传热与传质技术和控制吸附床的温度提供参考。     

天然气吸附床脱附过程的传热实验研究

对天然气吸附床在绝热条件下进行了脱附过程的传热实验,实验测量了吸附床在脱附过程中温度分布与变化,实验结果表明吸附床的温度随放气量的增加不断降低,数值达-35℃左右,而且温度分布极不均匀,相差达到40℃.实验发现吸附床中气体渗透对温度分布与变化有较大影响,较低的温度也严重降低了天然气的释放,从而降低了有效天然气吸附量.本文实验数据为采取强化吸附床的传热与传质技术和控制吸附床的温度提供参考.     

二维吸附床双组分气体传质过程数值分析

为了深入研究吸附式空分制氧的传质过程,利用Fluent数值模拟软件对二维吸附床进行了模拟研究.模型综合考虑了气体的可压缩性、吸附床的死空间以及吸附床径向空隙率的分布,模拟结果与实验值和文献值作了对比分析,结果吻合良好.分析表明,在壁面附近存在边流效应,使得吸附剂的使用率不均,通过改变颗粒直径的大小,可以有效减小边流效应的影响;吸附过程温度变化显著,对吸附过程的传质影响较大,在数值模拟中不能忽略吸附热的影响.该数值模拟方法能够比较准确地预测吸附床内的传质过程,并为吸附系统的设计和优化提供必要的支持.     

太阳照射下吸附床内部温度的数值模拟

为了研究在太阳照射下不同时刻吸附床内部温度的变化情况以及不同冷却条件对吸附床温度场的影响,在充分了解太阳辐射强度变化规律的基础上,建立了真空管吸附床的二维导热模型,并采用FLUENT软件对恒壁温冷却和空气自然对流冷却2种边界条件下吸附床内部的温度变化进行数值模拟研究,观察其吸附床内部温度场分布.模拟结果表明:太阳照射下吸附床内部的温度分布明显是不均匀的;恒壁温冷却和空气自然对流冷却2种边界条件下吸附床内部达到的最大温度差值接近100℃.因此,可以得出恒壁温的冷却效果远比空气自然对流冷却的效果好;吸附床内温度的不均匀分布将不利于整个吸附床的吸附性能.     

针翅管传热计算及针翅管的应用

本文简要地叙述了在传热设备中，高温烟气的热量通过金属壁面传递给水的情况下，采用针翅管作为对流受热面可以提高传热量的原理，并提出粗略的计算方法。本文还以已开发的采用针翅管的传热设备为实例，应用上述计算方法进行计算，同时以所得的结果与采用相同受热面的普通烟管进行比较，其传热量明显增加，约可提高２０％。本文最后对采用针翅管的传热设备的实测数据进行分析来说明采用针翅管作为对流受热面所取得的实际效果。     

导向管充气喷动床的流动与传热特性研究

在直径９２ｍｍ的有机玻璃制导向管充气喷动床反应器内,以玻璃珠为实验物料,以空气为喷动和充气气体,在导向管充气喷动床的最大允许充气速度范围内,考察充气速度对导向管充气喷动床的最小喷动速度、床层压降、中心喷泉高度的影响,采用示踪粒子的方法,研究充气速度对颗粒在壁效应区的下移速度的影响。并考察了热模装置内充气速度对壁与床层间传热系数的影响。结果表明：充气有利于导向管喷动床的喷动床的喷动及操作稳定性;充气     

波纹管层流传热与流动的三维数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT对波纹管在层流情况下的传热与流动问题进行了三维数值模拟。所模拟的波纹管的母线由多段凹凸圆弧组成(半径分别为R1和R2),其公称直径为20mm,长度为2m。模拟了几何参数R1、R2对其传热与流动性能的影响。在模拟过程中压力-速度耦合选用SIMPLEC格式,压力方程的离散选用Standard格式,其他方程的离散均选用QUICK格式。结果表明:与光管相比,层流情况下波纹管能显著强化传热,在雷诺数(Re)相等情况下,波纹管的R1越大、R2越小时的强化传热效果越好;在几何参数相同情况下,Re越大,强化传热效果越好,在所研究的范围内,Nu最大增加了199.5%。同时,波纹管还具有良好的流动性能,大部分Re的范围内流动阻力系数小于光管的情况,并且随着Re的增大而逐渐接近于光管的摩擦系数。     

空气横掠错列翅片管束流动与传热的数值研究

应用SIMPLE算法和k-ε模型对空气横掠错列翅片管束在湍流奈件下的流动和传热性能进行了数值模拟。对翅片管束在流体的不同入口流速情况下的换热和阻力特性进行了比较，得到了湍流条件下的努塞耳准则数和欧拉准则数与雷诺准则数之间的关系式，得出努塞耳数随着入口流速的增加而增加，但欧拉数随着入口流速的增加而下降。     

振动床中颗粒物料运动及对传热的影响

采用座标变换的方式研究分析了振动床中颗粒物料的运动情况，并进一步分析了这种运动对传动的影响。     

冷冻式压缩空气干燥机系统的热工计算

本文详细说明了对冷冻式压缩空气干燥机（以下简称冷干机）系统进行热工计算的方法和步骤，为冷干机系统性能的进一步理论分析和实验研究提供了理论依据。