添加劑和納米粒子對(duì)溴化鋰及氨水表面張力特性的影響.pdf

1、世界性能源危機(jī)的出現(xiàn)使各國(guó)對(duì)吸收式制冷技術(shù)給予了高度重視。在我國(guó),不斷加劇的用電壓力導(dǎo)致空調(diào)用電也受到一定的限制,這為以熱能為驅(qū)動(dòng)力的吸收式制冷的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。吸收器作為決定吸收式制冷機(jī)性能的主要部件,增強(qiáng)其工作介質(zhì)溴化鋰水溶液及氨水吸收效果對(duì)于提高制冷機(jī)熱力系數(shù)及吸收式制冷在空調(diào)行業(yè)的應(yīng)用有著重要的意義。添加劑和納米粒子強(qiáng)化溴化鋰水溶液及氨水吸收過程的特性受到眾多學(xué)者的研究,本文首先采用白金板法(Wilhelmy板法)測(cè)量了含有添加

2、劑和納米粒子的溴化鋰水溶液及氨水表面張力的變化情況。
　　本文首先進(jìn)行了單獨(dú)添加添加劑的表面張力測(cè)量實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中選擇的添加劑有正辛醇(1-Octanol)、十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)等兩種陽(yáng)離子表面活性劑和高聚物聚丙烯酰胺(PAM)。通過比較得出1-Octanol對(duì)于降低LiBr水溶液和氨水的表面張力效果最好,但由于其有毒、高溫下易分解,不適用于多效吸收式制冷系統(tǒng)中。CTAC和CTAB對(duì)降低

3、LiBr水溶液和氨水的表面張力也有較好效果,且二者具有耐高溫、穩(wěn)定性好等特性。PAM的效果較差。然后進(jìn)行了分別單獨(dú)添加納米粒子銅(Cu)和二氧化鈦(TiO2),相比之下,Cu納米粒子降低表面張力的效果較TiO2差,而且溴化鋰水溶液對(duì)Cu納米粒子有強(qiáng)烈的腐蝕性,因此,在后面的實(shí)驗(yàn)中選擇了TiO2納米粒子。
　　為了更好地降低表面張力,在分別進(jìn)行上述兩類實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)而將添加劑和納米粒子混合添加到吸收式制冷的工作介質(zhì)中,進(jìn)行表面張力

4、測(cè)量的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,混合添加后,不但各種添加劑仍然對(duì)降低溴化鋰水溶液和氨水的表面張力起主要作用,而且由于納米粒子的加入在降低表面張力的同時(shí)還可強(qiáng)化換熱,所以,二者的混合添加對(duì)于強(qiáng)化吸收式制冷工作介質(zhì)的傳質(zhì)傳熱效果起到雙重的作用。
　　由于吸收式制冷系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中存在溫度的波動(dòng),為此,還進(jìn)行了溫度對(duì)添加劑溶液表面張力的影響實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示溶液表面張力隨溫度的升高而降低,很好的符合了溫度對(duì)表面張力的影響規(guī)律,即一般情況下,大

5、多數(shù)物質(zhì)的表面張力均隨溫度的升高而降低。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在本文的實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),溫度波動(dòng)在±1℃以內(nèi)時(shí),可忽略其對(duì)表面張力的影響。
　　最后,為了直觀的反應(yīng)表面張力對(duì)傳質(zhì)過程的影響,從理論的角度分析了表面張力的降低對(duì)傳質(zhì)系數(shù)的影響。即從馬蘭格尼(Marangoni)對(duì)流入手,結(jié)合汽液傳質(zhì)過程中Marangoni對(duì)流對(duì)傳質(zhì)過程影響的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式,分析了表面張力與傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系。通過計(jì)算分析可知,含有添加劑的LiBr水溶液表面張力越小