溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)水平管外降膜吸收強化傳熱性能研究.pdf

1、溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)是一種可以用低品位熱能驅(qū)動且環(huán)保的制冷系統(tǒng)，特別是近幾十年來在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應用。在溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)中，吸收器的換熱性能在很大程度上影響著整個機組的制冷性能，故對于如何提高吸收器性能的研究很有必要。水平管外降膜吸收是目前國內(nèi)外比較認可的吸收模式。本文主要從理論分析及數(shù)值模擬的角度研究了溴化鋰溶液在水平管外降膜吸收過程及通過使用表面包敷金屬絲網(wǎng)的強化換熱管對該過程傳熱傳質(zhì)的強化。
　　本文對溴化鋰溶液水

2、平管外降膜吸收過程建立了數(shù)學及物理模型，并對其進行適當簡化，得出了液膜厚度、液膜流速、局部傳熱系數(shù)、熱邊界層厚度等解析式。通過改變模型中溶液雷諾數(shù) Re、管壁周向角角度θ等參數(shù)得到不同條件下水平管外液膜厚度及液膜流速分布規(guī)律。并通過CFD軟件對降膜流動過程進行數(shù)值模擬，改變水平管參數(shù)，得到液膜厚度分布及速度場分布等一系列規(guī)律。將理論分析與數(shù)值模擬結(jié)果對比一致，驗證了計算的正確性。
　　由于Fluent軟件功能非常強大，不僅可以滿足

3、不同用戶的需求還可以根據(jù)需求自定義函數(shù)進行邊界條件等參數(shù)設(shè)置，故本文選用Fluent軟件作為進行數(shù)值模擬的CFD軟件。
　　此外，本文在理論分析了光滑水平管外降膜吸收傳熱特性的基礎(chǔ)上，對管外纏繞金屬絲網(wǎng)的強化管進行理論分析與數(shù)值模擬。該種強化管可以簡化為管外帶有規(guī)則矩形肋片的換熱管。包敷金屬絲網(wǎng)的絲徑可近似簡化為矩形肋片的肋高進行分析，金屬絲網(wǎng)的目數(shù)則可近似由肋片的間距表示。本文選擇了不同型號的金屬絲網(wǎng)纏繞水平管，通過CFD軟件重

4、點分析了當所纏繞金屬絲的絲徑及目數(shù)不同時的換熱特性，對比了不同絲徑目數(shù)下的液膜厚度及熱邊界層厚度分布。此外分別建立吸收器整體的模型，并用CFD軟件數(shù)值模擬不同絲徑及目數(shù)條件下吸收器整體的溫度場分布。最后總結(jié)出液膜厚度及熱邊界層厚度分布規(guī)律，并得出最有利于提高吸收器降膜吸收換熱效率的條件。研究發(fā)現(xiàn)表面包敷金屬絲網(wǎng)的強化管有利于換熱，但選擇絲徑及目數(shù)的大小很重要。適當?shù)慕z徑及目數(shù)可以得到較大的傳熱系數(shù)。結(jié)果表明，本文中當絲徑為0.2mm，目