中空纖維膜蓄能器內(nèi)部傳熱傳質(zhì)特性的研究.pdf

1、濃度差蓄能是提高太陽能熱驅(qū)動制冷系統(tǒng)變熱源適應(yīng)性的一種有效蓄能方式，是解決太陽能等不穩(wěn)定熱源驅(qū)動溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)中不穩(wěn)定熱源與相對穩(wěn)定制冷負(fù)荷需求之間相互矛盾的首選方法,而普通的溴化鋰濃度差蓄能器在存儲溶液濃度過高時存在結(jié)晶問題，導(dǎo)致放能困難。膜構(gòu)架蓄能器用膜作為蓄能器的骨架，構(gòu)架出了水蒸氣與溴化鋰溶液的傳質(zhì)通道，水蒸氣在膜兩側(cè)的蒸汽壓差所形成的壓力梯度的作用下，會滲透穿過膜孔進(jìn)入到溴化鋰濃溶液中稀釋溶液，并同時放出溶解熱加熱溶液，

2、從而有效地解決了結(jié)晶情況下的放能困難問題。
　　建立了微孔纖維膜蓄能器的傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型,分別采用Matlab和Fluent軟件對其一維和三維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了求解，并通過實驗驗證了非穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的正確性，根據(jù)仿真計算結(jié)果，分析了膜通量、溶液溫度、溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)等熱力參數(shù)的動態(tài)變化特性，獲得的主要結(jié)果如下：
　　驗證性實驗結(jié)果表明，計算結(jié)果與實驗結(jié)果相比較，平均溫度最大相差0.33％，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大相差3.46%，從而驗證了數(shù)學(xué)

3、模型及計算結(jié)果的可靠性。
　　跨膜傳質(zhì)通量的大小與膜表面溶液溫度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)，溫度恒定時，質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，膜通量越大；質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定時，溫度越高，膜通量越大。
　　溴化鋰溶液吸收水蒸氣的溶解熱之后，溫度隨著時間的增加會快速升高，在膜表面處溫度變化率最大，溶液溫度隨著X軸坐標(biāo)成遞減的變化關(guān)系；不同時刻，隨著X軸坐標(biāo)值增大，溫度的變化率減小，溶液溫度隨著Z軸坐標(biāo)值增加而緩慢降低。
　　水蒸氣透過膜表面之后，溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)會快速

4、降低，在膜表面處溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化率最大，溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著X軸坐標(biāo)值成遞增的變化關(guān)系；不同時刻，隨著X軸坐標(biāo)值增大，溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化率減小，質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著Z軸坐標(biāo)值增大而升高。
　　改變計算模型的初始條件，分析和總結(jié)膜蓄能器內(nèi)傳熱傳質(zhì)過程強化的方法：降低溶液的初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)、增加水蒸氣的初始溫度、減小膜纖維管間距等措施。這些加強傳熱傳質(zhì)過程的方法會使中空纖維膜蓄能器的工作效率越高，效果更顯著，更適合用于提高溶液蓄能濃度差，增加蓄能器的