[EMIM][DEP]-H2O垂直管外降膜性能的數(shù)值模擬.pdf

1、吸收式熱泵作為一種使用廣泛的廢熱回收裝置，其核心部件——吸收器的性能強(qiáng)化是眾多科研工作者們的研究的焦點(diǎn)。吸收器所要順利完成的是工質(zhì)對(duì)中的吸收劑對(duì)循環(huán)工質(zhì)蒸汽的吸收過(guò)程，現(xiàn)今使用比較廣泛的熱泵工質(zhì)對(duì)均在其應(yīng)用過(guò)程中體現(xiàn)出了一定的局限性，如LiBr/H2O溶液的腐蝕性和易結(jié)晶性，NH3/H2O工質(zhì)對(duì)的不安全性等，因而開(kāi)發(fā)新型的熱泵工質(zhì)對(duì)則顯得十分重要。另外，增強(qiáng)吸收器中工質(zhì)對(duì)的流體力學(xué)性能也是強(qiáng)化吸收器性能的非常關(guān)鍵的途徑。
　　離子

2、液體是一種常溫下呈液體的綠色環(huán)保型熔融鹽，其熱力學(xué)性質(zhì)被認(rèn)為比較符合吸收式熱泵對(duì)工質(zhì)對(duì)提出的性能要求，但是現(xiàn)如今仍然缺少離子液體型工質(zhì)對(duì)在吸收器中的降膜性能方面的研究，尤其是對(duì)其中降液膜流體力學(xué)性能的研究。另外，已經(jīng)由不少學(xué)者從實(shí)驗(yàn)角度驗(yàn)證了某些異形管壁面對(duì)降膜吸收的強(qiáng)化作用，但是對(duì)傳熱傳質(zhì)的強(qiáng)化機(jī)理還缺少理論研究。
　　本文針對(duì)目前研究工作的不足，主要從以下幾個(gè)方面開(kāi)展更為深入的研究:
　　首先，建立離子液體水溶液在垂直光

3、滑管外的二維降膜流動(dòng)模型，研究降液膜的流動(dòng)特征及液膜表面的波動(dòng)特性。結(jié)果表明，液膜在向下流動(dòng)過(guò)程中，在其表面產(chǎn)生了慣性波，慣性波對(duì)液膜內(nèi)部，尤其是靠近壁面處的流體具有很強(qiáng)的擾動(dòng)作用，慣性波及這種擾動(dòng)作用的存在可以強(qiáng)化降液膜的傳熱傳質(zhì)。
　　其次，分別研究了溶液的進(jìn)口雷諾數(shù)及溶液濃度對(duì)降液膜流動(dòng)和表面波動(dòng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著溶液進(jìn)口Re的增大，降液膜的厚度增大，波動(dòng)效果呈逐漸減弱的趨勢(shì);溶液濃度的增大會(huì)大大增加降液膜內(nèi)部的粘性應(yīng)力

4、，液膜表面主要以毛細(xì)波的形式存在，但是離子液體所占摩爾分?jǐn)?shù)為0.782的降液膜在出口處產(chǎn)生了一個(gè)“反?！钡墓虏ā?br>　　最后，建立了離子液體水溶液在螺旋槽管外的三維降膜流動(dòng)模型，研究了螺旋溝槽的存在對(duì)降液膜流動(dòng)的擾動(dòng)作用，并通過(guò)改變螺旋溝槽數(shù)和溶液進(jìn)口Re，分別研究了管結(jié)構(gòu)和操作條件對(duì)降膜流動(dòng)的影響。結(jié)果表明，螺旋溝槽對(duì)降液膜的流動(dòng)具有導(dǎo)流作用，增強(qiáng)了液膜在壁面上的鋪展性能;降液膜在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生了邊界層的分離，促進(jìn)了降液膜內(nèi)部流體