資源描述：
《翅片管式硅膠水吸附床優(yōu)化設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、翅片管式硅膠-水吸附床優(yōu)化設(shè)計周毅李炳熙高曉燕付忠斌(哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱150001)摘要通過建立非均勻壓力場，非均勻溫度場模型，對硅膠-水為工質(zhì)對的翅片管式吸附床制冷循環(huán)過程進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明當(dāng)蒸發(fā)溫度為283K時，翅片間距Z0在0.5~1.0mm，翅片高度L0在15~21mm之間，吸附床單位體積制冷功率最大。同時對制冷劑蒸發(fā)溫度分別為281K、283K和285K時的傳熱傳質(zhì)進(jìn)行了比較，得出了不同蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)溫度對翅片高度優(yōu)化結(jié)果的影響。關(guān)鍵詞非均勻壓力場模型硅膠-水翅片管優(yōu)化設(shè)計蒸發(fā)溫度OPTIMIZEDDESIGNOFAFINNEDTUB
2、EADSORBERINAWATER-SILICAGELSYSTEMZhouYiLiBingxiGaoXiaoyanFuZhongbin(SchoolofEnergyScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)AbstractInordertooptimizethefinlengthandfinpitchoffinnedtubeadsorber,anon-uniformtemperatureandnon-uniformpressuredynamicmodelisdeveloped.Thenum
3、ericalresultsindicatethatundertheevaporatingtemperatureof283k,whenthefinpitchis0.5~1.0mmandfinlengthis15~21mm,coolingcapacitypervolumeismaxim.Further,theeffectsofdifferentevaporatingtemperatures(281k,283k,285k)onheatandmasstransferabilityoftheadsorptionbedandtheoptimizationvalueoffinlengt
4、harestudied.KeywordsNon-uniformpressuremodelsilicagel-waterFinnedtubeadsorberOptimization0前言大的翅片間距和翅片高度值，為下一步吸附床的搭建提供依據(jù)。硅膠-水吸附式制冷系統(tǒng)作為理想的利用低于100℃的低溫?zé)嵩打?qū)動的獲取冷量的方式，在太陽能1模型介紹以及工業(yè)廢熱利用方面具有廣闊的前景，已經(jīng)成為[1-3]圖1給出了單根翅片管結(jié)構(gòu)，圖2為翅片管上國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前影響硅膠-水吸附式制[4]單個翅片的示意圖，圖中所示的計算區(qū)域范圍為冷系統(tǒng)大規(guī)模推廣的因素，主要有以下兩點(diǎn)：1、硅膠導(dǎo)熱性能
5、差。2、制冷劑的傳質(zhì)阻力大。上述兩0≤L≤L0，0≤Z≤Z0/2。圖3給出吸附床翅片管排布的點(diǎn)造成硅膠-水吸附式制冷系統(tǒng)與傳統(tǒng)獲取冷量的方截面圖，圖a為整體布置圖，圖b為單個翅片所需式相比，占用空間大，COP（制冷性能系數(shù)）低。的必要面積的截面圖。單根翅片管必要面積S計算本文通過建立非均勻壓力場，非均勻溫度場模公式如下：2型，對于不同翅片高度和翅片間距情況進(jìn)行數(shù)值模S=(L0+R0+0.003)(1-1)擬，從而得到占用體積最小，單位體積功率密度最本文采用的吸附工質(zhì)對為硅膠-水。吸附過程：制冷劑蒸氣穿過不銹鋼絲網(wǎng)，發(fā)生吸附作用，制冷作者簡介：周毅，（1986-），男，碩士
6、研究生劑蒸氣壓力下降，同時吸附熱導(dǎo)致硅膠溫度上升，翅片管內(nèi)流動的冷卻介質(zhì)帶走吸附過程產(chǎn)生的熱量。解吸過程：吸附劑溫度升高，發(fā)生解吸作用，氣為理想狀態(tài)氣體。數(shù)值模擬過程中用到的物理量同時吸附劑吸收加熱工質(zhì)傳遞的熱量。名稱及符號見表1。表1物理量名稱及符號表英文字母變量希臘字母變量及下標(biāo)變量Cp定壓比熱，kJ/(kg·K)α亞松弛因子23Deff有效擴(kuò)散系數(shù)，m/sρ密度，kg/mD管徑，m△Hst吸附熱，J/kg2Dk克努森擴(kuò)散系數(shù)，m/s△t時間步長，s2硅膠孔隙率，相對誤Dm分子擴(kuò)散系數(shù)，m/sε差吸附床有效擴(kuò)散系數(shù)，圖1單根翅片管結(jié)構(gòu)簡圖Dbed2φ特征變量m/sD表
7、面擴(kuò)散系數(shù)，m2/sλ導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·k)02制冷劑的動力粘度，K吸附床固有滲透率，mμ2Ns/m2lennard-jonesKapp吸附床表觀滲透率，mσ0勢碰撞直徑，AM水的摩爾質(zhì)量，kg/mol?碰撞積分P壓強(qiáng)，Paτ曲折因子Pe貝克萊數(shù)ads吸附；吸附劑管徑，m；Rave體積平均通用氣體常數(shù)，J/(mo·k)Rp硅膠顆粒半徑，me蒸發(fā)器Ru硅膠顆粒半徑，mf翅片L0翅片高度，minit初始時刻N(yùn)節(jié)點(diǎn)數(shù)L翅片高度方向T溫度，KLump集中參數(shù)法u速度，m/so外側(cè)Z0翅片間距，ms吸附劑W平均吸附量，kg/kgsat
