豎管內(nèi)溴化鋰溶液降膜蒸發(fā)傳熱性能數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文針對(duì)氣體類低品位熱源驅(qū)動(dòng)的溴化鋰-水溶液吸收式制冷而提出采用豎管內(nèi)降膜的發(fā)生器，其特點(diǎn)是溴化鋰溶液薄液膜在豎管內(nèi)由上而下流動(dòng)，氣體熱源在外部加熱。針對(duì)這種傳熱特點(diǎn)，進(jìn)行了溴化鋰溶液降膜蒸發(fā)換熱的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究。 本文根據(jù)豎管內(nèi)降膜流動(dòng)的特點(diǎn)，建立了適用于豎管降膜蒸發(fā)傳熱傳質(zhì)耦合的數(shù)學(xué)模型。將傳質(zhì)方程引入到垂直管降膜蒸發(fā)傳熱模型中，求解時(shí)考慮了徑向速度、質(zhì)量擴(kuò)散系數(shù)對(duì)傳熱的影響。運(yùn)用有限差分的方法離散控制方程、用TDMA法

2、進(jìn)行迭代，最后運(yùn)用Matlab編程計(jì)算。模擬結(jié)果表明，進(jìn)口流量和熱負(fù)荷對(duì)降膜蒸發(fā)傳熱系數(shù)的影響較為顯著。在層流情況下，降膜蒸發(fā)傳熱系數(shù)隨著進(jìn)口流量的增加而下降；降膜蒸發(fā)傳熱系數(shù)隨著熱負(fù)荷的增加而增加。 根據(jù)對(duì)溴化鋰物性和降膜流動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作了管內(nèi)降膜蒸發(fā)換熱實(shí)驗(yàn)裝置。通過實(shí)驗(yàn)得到不同流量和熱負(fù)荷下的降膜蒸發(fā)換熱系數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響降膜流動(dòng)發(fā)生過程的重要因素為進(jìn)口流量，本文通過量綱分析得出體積流量與Re數(shù)的關(guān)聯(lián)式。在層流降

3、膜時(shí)(Re<500)，換熱系數(shù)隨Re增大而減少；在向湍流過度時(shí)(Re>500附近)，換熱系數(shù)隨Re增加而增加。降膜蒸發(fā)換熱系數(shù)隨熱流密度增加而增加。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)所測(cè)換熱系數(shù)進(jìn)行無量綱化處理，通過線性回歸，得到膜狀層流(Re<500)時(shí)無量綱換熱系數(shù)關(guān)系式：h<'+>=8.6229 Re<'-0.5373>。 模擬降膜發(fā)生換熱系數(shù)與實(shí)驗(yàn)相比，實(shí)驗(yàn)測(cè)量不同Re數(shù)下?lián)Q熱系數(shù)與模擬值能較好吻合，最大偏差在20％左右，最小偏差在10％左右。