【摘要】：吸附式制冷由低溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)(太陽能或工業(yè)廢熱等),以水、醇類等環(huán)境友好工質(zhì)做制冷劑,是替代傳統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷的節(jié)能環(huán)保新技術(shù)。然而,由于能效比低、制冷功率小等缺陷,吸附式制冷還不具有替代壓縮式制冷的商業(yè)競爭力。而吸附工質(zhì)對(duì)是吸附式制冷的核心組成部分,因此尋找性能更優(yōu)異的吸附工質(zhì)對(duì)(吸附劑/制冷劑)成為提高吸附式制冷系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。高吸附量與較好的穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)吸附劑的最主要參數(shù)。近年來,金屬有機(jī)骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)因其比表面積大、吸附量高而成為潛在的高性能吸附劑。為探究MOFs在吸附式制冷系統(tǒng)的性能表現(xiàn),本文選取了三種潛在高性能鋯基MOFs,即UiO-66,UiO-67和NU-1000作為吸附劑,以水和乙醇為工質(zhì),探究了六種吸附工質(zhì)在吸附式制冷系統(tǒng)的性能表現(xiàn),并初步探究了三種MOFs的結(jié)構(gòu)特征對(duì)其性能的影響。本文采用平衡制冷性能計(jì)算和動(dòng)態(tài)(非平衡)制冷性能計(jì)算兩種方法。平衡計(jì)算通過擬合吸附工質(zhì)對(duì)的平衡吸附曲線進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,結(jié)果揭示了MOFs結(jié)構(gòu)特征對(duì)其制冷性能的影響,明確了蒸發(fā)溫度和脫附溫度變化對(duì)MOFs/水和MOFs/乙醇工質(zhì)對(duì)的性能的影響。動(dòng)態(tài)計(jì)算擬合了三種MOFs的平衡與動(dòng)態(tài)吸附曲線,基于吸附式制冷動(dòng)態(tài)Simulink模型探究了實(shí)際工況變化對(duì)吸附工質(zhì)對(duì)的系統(tǒng)整機(jī)性能的影響,驗(yàn)證了UiO-66/水工質(zhì)對(duì)優(yōu)異的系統(tǒng)整機(jī)制冷性能。以上結(jié)果對(duì)于鋯基MOFs在吸附式制冷系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

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由于過程中分子的本身性質(zhì)未發(fā)生改變，物理吸附的可逆性因而在吸附式制冷中的應(yīng)用也較化學(xué)吸附更佳廣泛。在本研相互作用類型也均屬于物理吸附范疇。過吸附工質(zhì)對(duì)產(chǎn)生制冷現(xiàn)象的報(bào)導(dǎo)，最早可以追溯到 19 世紀(jì)用氯化銀吸附氨的簡易吸附式制冷循環(huán)（圖 1-2）[15]。而吸附制冷工況，則是在上世紀(jì)二三十年代，Hulse 等人研制了可應(yīng)合的硅膠-二氧化硫制冷系統(tǒng)，Salan 等人探討了利用硅膠吸附間歇性太陽能制冷的可行性[16]。但是，，由于當(dāng)時(shí)關(guān)于吸附式制嘗試摸索階段，遠(yuǎn)未成熟，決定了當(dāng)時(shí)的這些系統(tǒng)在能效比和壓縮式制冷相差甚遠(yuǎn)，無法形成有效的商業(yè)競爭力，使得關(guān)于于停滯，除去在個(gè)別利用廢熱的制冷場合外，吸附式制冷的應(yīng)推廣。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB616

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2648035