由于自然资源的稀缺和生态环境的恶化,固体吸附式制冷以其显著的节能环保的优点成为国内外专家学者专家们广泛关注先进制冷技术之一。固体吸附式制冷系统具有结构简单、噪声低、不存在结晶和腐蚀现象以及可利用低品位热源、绿色环保等特点,但是吸附制冷系统中吸附剂多采用多孔介质,其特殊结构导致吸附床内部的传热传质过程并不连续,使得吸附制冷系统的整体性能较差,阻碍了吸附制冷技术的推广和应用。吸附剂粒径是影响吸附性能、传热传质效果以及系统性能的重要因素之一,虽然现有研究在一定程度上揭示了吸附剂粒径对制冷系统性能的影响,但是,多数文献都是仅从制冷系统综合性能的角度进行分析,而有关吸附剂粒径对于吸附床内热质传递过程的具体探讨相对较少;此外,已有研究大多仅关注了吸附剂粒径自身对传热传质及系统性能的影响,并未考虑到吸附剂粒径与其他影响因素之间协同作用。因此,本文针对上述问题,深入研究粒径对于传热传质机理的影响,并对粒径与总孔隙率以及热媒温度之间的协同作用进行探讨。本文首先对固体吸附制冷系统的循环特性进行了理论分析,建立了固体吸附制冷系统中圆筒形吸附床以及蒸发器和冷凝器的二维非稳态数学模型,并利用数值模拟的方法对数学模型进行求解计算,通过与现有文献中的实验结果对比验证了模型可靠性。其次,从综合导热系数、接触热阻以及传质阻力的角度分析了吸附剂粒径对于吸附床内部传热传质性能的影响。结果表明:1)在脱附的初始阶段,吸附床平均温度上升较快,之后上升速度则逐渐下降,直至脱附过程结束,吸附床达到热平衡状态,平均温度趋于稳定;2)吸附剂粒径较小时,不同的吸附剂粒径对于吸附床的传热性能影响较为明显,并且吸附剂粒径越小吸附床的传热传质性能越好;3)吸附剂粒径逐渐增加的过程中,吸附制冷系统SCP值呈现先上升、后下降的趋势,但是系统的COP值受吸附剂粒径的影响很小。再次,本文进一步研究了吸附剂粒径与吸附床总孔隙率对于吸附床内部传热传质过程和系统的整体制冷能力的影响,结果显示:1)总孔隙率越大,吸附剂粒径对传热传质和整体性能的影响越明显,且较小的粒径使得吸附床传热传质性能更佳;2)粒径不同时,孔隙率对系统性能的影响也有所不同;当粒径较小时,总孔隙率越大吸附床的传热传质性能越好,但是粒径较大时孔隙率越小,传热传质性能越好;3)从吸附床强化传热的角度考虑,建议采用较大的孔隙率与较小的吸附剂粒径组合以提高脱附中吸附床的传热传质效率。最后,本文研究了不同吸附剂粒径和热媒温度下吸附床的传热传质特性和系统性能。结果表明:1)粒径越大,热媒温度对吸附床传热性能的影响就越弱;2)较高的热媒温度使得粒径对吸附床内部传热传质过程的影响更加显著;3)不同的热媒温度条件下,SCP最大值对应的最佳吸附剂粒径并不相同;随着热媒温度的提高,最佳的吸附剂粒径逐渐向较大的方向偏移。