本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能吸附制冷材料性能及吸附床溫度分布實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 太陽(yáng)能 吸附制冷 吸附床 吸附速率 脫附速率

【摘要】：用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)夏季空調(diào)系統(tǒng)來(lái)減少電能消耗,是人們長(zhǎng)期以來(lái)追求的目標(biāo)。太陽(yáng)能固體吸附式制冷技術(shù)由于利用太陽(yáng)能而減少了對(duì)傳統(tǒng)能源的使用,通過(guò)使用環(huán)境友好型制冷劑避免了對(duì)環(huán)境的破壞,作為一種低品位熱能驅(qū)動(dòng)的綠色制冷技術(shù),吸附式制冷技術(shù)成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。在吸附制冷系統(tǒng)中,吸附床是核心,其性能取決于吸附工質(zhì)對(duì)的吸附脫附性能以及吸附床的結(jié)構(gòu)。目前對(duì)各種材料的吸附脫附特性研究多是從微觀角度進(jìn)行的,由于吸附床中需裝入大量的吸附材料,其吸附性能受諸如堆積方式,強(qiáng)化傳熱手段及集熱器型式等多種因素影響,因此吸附材料在實(shí)際吸附式制冷系統(tǒng)中所表現(xiàn)出的吸附性能與其在微量時(shí)的吸附性能差異甚大。本文從吸附材料的宏觀特性角度出發(fā),對(duì)ZSM-5、13X、5A等多種沸石分子篩和變色硅膠在可控溫濕環(huán)境中對(duì)水蒸氣的吸附特性進(jìn)行研究,并利用可控溫真空脫附系統(tǒng)對(duì)其宏觀脫附能力進(jìn)行探索。針對(duì)真空管集熱器高集熱率低散熱率的特點(diǎn),本文開(kāi)發(fā)了一種內(nèi)置銅管作為冷卻通道的玻璃真空管吸附床,對(duì)其在太陽(yáng)照射下的床溫變化規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。此外,還對(duì)不同季節(jié)不同地域的日照時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行了理論分析。吸附實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果表明,吸附材料的吸附速度隨相對(duì)濕度和溫度的增加而增加。5A-II、13X-II、13X-I、5A-I具有較快的動(dòng)態(tài)吸附能力,變色硅膠、5A-Ⅱ、13X-Ⅱ具有較大的平衡吸附量。變色硅膠吸附等溫線呈類(lèi)似指數(shù)上升,孔徑分布較寬,具有較大比率的微孔。相比之下,ZSM-5沸石和5A-Ⅰ沸石具有更適用于吸附制冷系統(tǒng)的S型吸附等溫線,它們的孔道結(jié)構(gòu)以介孔為主。簡(jiǎn)化的D-A方程可以較好的預(yù)測(cè)變色硅膠的吸附等溫線,由該方程擬合參數(shù)推斷的硅膠孔道結(jié)構(gòu)與微觀測(cè)試結(jié)果相符合。吸附材料的脫附速度及平衡脫附百分比均隨溫度和真空度的增大而增大,但溫度影響更明顯。對(duì)于內(nèi)置銅管作為冷卻通道的玻璃真空管吸附床,完成了在太陽(yáng)照射下溫度變化的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)其溫升相對(duì)于太陽(yáng)輻照存在時(shí)間延遲,延遲時(shí)間長(zhǎng)短由天氣狀況決定。吸附床最高溫度隨輻照熱量增加而增加,放置方式對(duì)其影響不大。在徑向,吸附床內(nèi)測(cè)點(diǎn)溫度隨與冷卻銅管的距離減小而降低;在軸向,隨與銅管端部距離減小而降低。最后,本文提出的日照時(shí)長(zhǎng)計(jì)算方法能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)不同地區(qū)在不同季節(jié)的日照時(shí)長(zhǎng),并可以合理解釋南北兩極的極晝和極夜現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能 吸附制冷 吸附床 吸附速率 脫附速率
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB64;TK519
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 物理量名稱(chēng)及符號(hào)表8-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 吸附工質(zhì)對(duì)12-16
• 1.2.2 吸附劑性能測(cè)試方法16-17
• 1.2.3 吸附床17-19
• 1.3 本課題的研究目的與研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 材料性能的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)方法21-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)儀器21-22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)吸附材料21-22
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器22
• 2.2 材料的微觀結(jié)構(gòu)表征22
• 2.3 吸附實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)22-24
• 2.3.1 系統(tǒng)構(gòu)成22-23
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)方法23-24
• 2.4 脫附實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)24-27
• 2.4.1 系統(tǒng)構(gòu)成24-26
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)方法26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第3章 吸附材料的動(dòng)態(tài)吸附特性29-37
• 3.1 溫度與相對(duì)濕度對(duì)動(dòng)態(tài)吸附特性的影響29-32
• 3.2 不同材料對(duì)壓力變化的敏感性比較分析32-33
• 3.3 動(dòng)態(tài)吸附曲線33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第4章 吸附材料的平衡吸附特性37-45
• 4.1 未飽和漸近吸附量37-39
• 4.2 吸附等溫線與極限吸附量39-42
• 4.3 變色硅膠吸附量的理論預(yù)測(cè)42-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 吸附材料的脫附特性45-51
• 5.1 干燥箱溫濕度性能檢驗(yàn)45-46
• 5.2 溫度對(duì)材料脫附性能的影響46-48
• 5.3 真空度對(duì)材料脫附性能的影響48-49
• 5.4 不同材料脫附性能對(duì)比49
• 5.5 本章小結(jié)49-51
• 第6章 真空管吸附床受太陽(yáng)照射下床溫變化實(shí)驗(yàn)51-63
• 6.1 吸附制冷原理51-52
• 6.2 真空管吸附床實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)52-54
• 6.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成52-53
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)工況設(shè)計(jì)53-54
• 6.3 太陽(yáng)輻照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)以及日總輻照熱量計(jì)算54-55
• 6.4 吸附床溫度與日總輻照熱量的關(guān)聯(lián)性55-58
• 6.4.1 最高溫度的關(guān)聯(lián)性55-57
• 6.4.2 平均溫度的關(guān)聯(lián)性57-58
• 6.5 吸附床軸向溫度的分布58-60
• 6.6 吸附床溫升的時(shí)間延遲問(wèn)題60
• 6.7 本章小結(jié)60-63
• 第7章 關(guān)于日照時(shí)長(zhǎng)的理論分析63-71
• 7.1 日照時(shí)長(zhǎng)的分析模型63-66
• 7.1.1 分析前的假設(shè)條件63
• 7.1.2 日照時(shí)長(zhǎng)理論計(jì)算模型63-66
• 7.2 日照時(shí)長(zhǎng)公式的應(yīng)用66-70
• 7.2.1 不同緯度處冬至日和夏至日的白天時(shí)長(zhǎng)計(jì)算66-68
• 7.2.2 冬季和夏季我國(guó)從南到北日照時(shí)長(zhǎng)的變化規(guī)律68-69
• 7.2.3 北京地區(qū)不同季節(jié)日照時(shí)長(zhǎng)理論值與實(shí)際值對(duì)比69-70
• 7.3 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-81
• 致謝81

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