波纹板双面液膜反转强化吸收传热传质研究

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在吸收式制冷系统中,吸收器是最关键的传热传质部件,对整机特性影响重大。本文着重研究集合了波纹板降膜吸收和膜反转的复合强化传热传质技术来提高吸收器性能的设想。   本文试图研究波纹板反转前后的速度、温度及浓度的变化情况,对降膜流动进行稳定性探讨及观测研究。因此,本文建立了溴化锂溶液在一次反转液膜的波纹板板结构上吸收水蒸气的传热传质的数学模型。编制了基于Matlab语言的波纹液膜网格划分程序。首先对波纹板降膜流动的速度、温度和浓度计算了沿流向总长度上的场分布。   液膜反转后,气液界面和壁面处的液膜层互相转化,液膜层速度在零和峰值间转换,速度场具有相当的边界层特性;温度场在壁面处受冷、气液界面处释放吸收热及液膜内导热和扩散等多种因素作用下呈现较复杂的变化趋势;浓度分布规律显示液膜在气液界面附近形成较大的浓度梯度,而液膜内部几乎不变,经液膜反转之后,浓度分布呈“凸”型结构。   同时考虑了完全反转和均匀化导流两种可能的液膜反转方案。通过对比发现,在相同的上板尺寸及相同的边界条件下,完全反转液膜的吸收能相较均匀化导流的翻转后平均浓度低约2.01%,但由于均匀化导流方案的易于实现,因此具有较大的应用价值。   对降膜流动均匀性和液膜厚度观测进行了总结,进行了小型液膜反转观测台的的局部设计。利用VOF计算方法,通过FLUENT模拟非稳态下三维五个波纹长度上的液膜分布情况。结果表明液膜分布的均匀性较好,说明横向小波纹的设计思路对于提高液膜稳定性具有积极意义。
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