【摘要】：太陽(yáng)能吸附式制冷使用可再生的太陽(yáng)能作為驅(qū)動(dòng)能源,采用對(duì)環(huán)境友好的制冷劑。與傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)備相比,太陽(yáng)能吸附式制冷具有節(jié)能和環(huán)保的重大優(yōu)點(diǎn),因此受到廣泛的重視。然而太陽(yáng)能制冷要實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用卻遇到不少問題:吸附冷卻單元的相對(duì)尺寸較大,吸附床內(nèi)的制冷劑傳熱和傳質(zhì)效率低,這些是阻礙吸附制冷廣泛應(yīng)用的主要原因。提高吸附系統(tǒng)的性能、改善吸附劑的性質(zhì)和探索更先進(jìn)的吸附循環(huán)是該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。針對(duì)上述問題,本文中的吸附式制冷系統(tǒng)吸附工質(zhì)對(duì)采用硅膠-水,主要驅(qū)動(dòng)能源為太陽(yáng)能。為了研究影響吸附式系統(tǒng)制冷效率的因素,本文主要通過使用多物理場(chǎng)模擬仿真軟件COMSOL Multiphysics對(duì)翅片管式吸附床傳熱傳質(zhì)過程進(jìn)行模擬仿真。本文的主要工作和成果如下:(1)基于傳統(tǒng)的翅片吸附床的模型結(jié)構(gòu),本文提出了一種新型的吸附床模型結(jié)構(gòu),并且將傳統(tǒng)吸附床模型和本文提出的新模型進(jìn)行了吸附床的傳熱和傳質(zhì)過程的模擬仿真和研究分析。結(jié)果表明,翅片傳熱產(chǎn)生的溫差對(duì)吸附床的溫度場(chǎng)及吸附量影響隨著翅片高度的增大而增大,吸附床內(nèi)的溫度場(chǎng)分布受到翅片的高度方向的溫差的影響,吸附床的傳質(zhì)性能主要受到吸附床翅片高度的影響,而翅片間的夾角對(duì)吸附床的傳熱性能起到了關(guān)鍵的作用。為了解決系統(tǒng)占用空間大和吸附效率的問題,本文對(duì)翅片高度和翅片夾角進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),當(dāng)翅片管的內(nèi)徑在r0=6mm時(shí),翅片高度在15mm時(shí)候,350s內(nèi)單位體積的吸附床脫附量最快并且最多,但當(dāng)翅片數(shù)量減少到7個(gè)以后,吸附床的脫附速率不再有顯著的變化。(2)本文對(duì)傳統(tǒng)吸附床模型和本文的吸附床模型進(jìn)行了對(duì)比,得出本文提出的新型的吸附床結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)模型吸附床具有更大的吸附量、更高的脫附效率和更簡(jiǎn)單的制作工藝,并得出最佳的孔隙率范圍是0.4-0.5。熱源溫度對(duì)系統(tǒng)的性能系數(shù)和SCP有較大影響,當(dāng)熱源溫度低于359K時(shí),系統(tǒng)的性能系數(shù)與熱源溫度成正相關(guān),當(dāng)熱源溫度超過359K之后,吸附系統(tǒng)的性能系數(shù)與熱源溫度成負(fù)相關(guān)。SCP值與熱源溫度成正相關(guān),冷卻水溫度越低,系統(tǒng)性能系數(shù)和SCP值越高。系統(tǒng)的性能系數(shù)與循環(huán)時(shí)間成正相關(guān),SCP值在循環(huán)時(shí)間480s附近存在最大值。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB657

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2553986