GAX循環(huán)氨水雙膜傳熱傳質(zhì)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)和模擬研究.pdf

1、吸收式制冷是一種可以直接采用低品位的熱能作為驅(qū)動(dòng)能源的制冷方式，并且利用天然工質(zhì)作為制冷劑，是一種節(jié)能環(huán)保的綠色技術(shù)。在能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天，吸收式制冷吸引了越來(lái)越多的研究者的注意。
　　 如何提高吸收式循環(huán)系統(tǒng)的效率是近來(lái)吸收式循環(huán)研究的焦點(diǎn)。目前吸收式制冷循環(huán)高效化的手段，主要著眼于三個(gè)方面：一方面是工質(zhì)對(duì)的研究，試圖尋找新的，性能更好的替代工質(zhì)對(duì)；另一方面是從循環(huán)的構(gòu)型出發(fā)實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)的多級(jí)、多效化以及循環(huán)內(nèi)部

2、能量耦合的優(yōu)化；再一方面就是循環(huán)關(guān)鍵過(guò)程的傳質(zhì)傳熱的強(qiáng)化，減小過(guò)程的推動(dòng)力。
　　 本文主要從事GAX循環(huán)雙膜分離過(guò)程傳質(zhì)傳熱特性以及模擬和實(shí)驗(yàn)研究。研究工作分為兩個(gè)組成部分：GAX循環(huán)熱集成分析與雙膜過(guò)程傳質(zhì)傳熱的實(shí)驗(yàn)研究。熱集成分析研究采用Aspen Plus流程模擬軟件模，擬了氨水GAX吸收式制冷循環(huán)中的氨分離過(guò)程，提出了增設(shè)中間再沸器模擬GAX氨分離過(guò)程的方法，并考察了中間再沸器的熱交換效率、進(jìn)出口位置和塔內(nèi)采出物流流量

3、對(duì)精餾塔的操作成本的影響。通過(guò)熱集成度分析發(fā)現(xiàn)，增設(shè)中間再沸器的方法可以降低精餾和高溫塔釜液換熱過(guò)程的損失，從而提高系統(tǒng)的熱集成度。增設(shè)中間再沸器后，塔釜熱負(fù)荷、塔頂熱負(fù)荷分別降低了10.51％和13.45％，系統(tǒng)熱集成度提高了12.87％。雙膜過(guò)程研究提出了一種新型GAX系統(tǒng)氨水雙膜分離器，分離側(cè)采用垂直降膜分離過(guò)程，加熱側(cè)則采用環(huán)隙強(qiáng)制升膜，整個(gè)換熱過(guò)程為對(duì)流換熱過(guò)程。首先通過(guò)以水為工質(zhì)的熱膜實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了小環(huán)隙這種特殊的幾何結(jié)構(gòu)的傳熱

4、特性；又通過(guò)氨水分離實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)隙操作條件對(duì)分離效果的影響。文章考察了環(huán)隙雷諾數(shù)、溫度和環(huán)隙尺度對(duì)傳質(zhì)傳熱的影響。并歸納出與環(huán)隙尺度有關(guān)的數(shù)學(xué)模型。
　　 本文在GAX循環(huán)中氨分離過(guò)程的熱集成中提出了以增設(shè)中間再沸器的方法減小GAX循環(huán)中氨分離過(guò)程的能耗。實(shí)際上，中間再沸器的設(shè)置是對(duì)高溫塔釜液能量的梯級(jí)利用，把高溫塔釜液的能量再次用于高濃度氨水的發(fā)生過(guò)程。立式雙膜熱交換器的研究正是為中間再沸器的設(shè)置提供新的思路。從立式雙膜熱交換器