吸附式制冷吸附床内传热传质数学模型的数值求解

吸附床是吸附式制冷系统的核心部件,其传热传质性能的好坏直接影响到系统的制冷量.为了研究吸附床的传热传质特性,笔者建立了吸附式制冷系统中吸附床在非第一类边界条件时的一维传热传质的数学模型,并运用有限差分法对该数学模型进行了数值分析.该数学模型和计算结果有助于深入认识吸附床的传热传质特性,以期能为吸附床的具体设计提供理论依据     

太阳能固体吸附式制冷系统吸附床内单元管传热传质分析

为缩短太阳能固体吸附式制冷系统的制冷周期,提出一种太阳能固体吸附式连续制冷系统.针对具体的吸附床,建立了吸附床内单元管传热传质的数学模型,并运用多孔介质传热传质的理论分析了吸附床内单元管的传热传质的计算方法,列出了控制方程组和初始、边界条件.给出控制方程组的有限差分解法,为吸附床的优化设计奠定了理论基础.     

吸附床内部特性对固体吸附式转轮太阳能制冷系统的影响

采用均匀压力场模型对太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷系统中吸附床的传热传质过程建立了数学模型,并通过数值模拟的方法,分析了吸附床的内部特性参数的改变对系统性能系数(COP)及吸附床平均脱附率等参数的影响。结果表明,固体吸附式转轮制冷系统的COP值随着转轮吸附床的导热系数及吸附剂的堆积密度的增加而显著的增加,而随着吸附床的转速及吸附剂厚度的增加先增加后减小。     

化学吸附式制冷吸附床的模拟研究与结构分析

吸附床的传热传质性能的优化是提高吸附式制冷系统制冷效率的重要方法。利用FLUENT软件对使用CaCl2-NH3为吸附工质对的化学吸附制冷系统中的吸附床进行了数值模拟研究,分析了吸附床解吸过程中温度场和单位质量吸附剂制冷量(SCP)的变化规律,并对不同填充直径和每层填充厚度的吸附床进行了性能分析,结果显示在填充总量一定时,吸附床的填充直径越小,系统的制冷效率越高。     

固体吸附制冷吸附剂的研究进展

简述了固体吸附制冷系统的基本循环原理;综述了近年来国内外在吸附制方面的研究成果。提出了选用安全、无毒吸附质,开发适合于吸附制冷特点的吸附剂,研究性能良好的、环保型吸附工质对是推动固体吸附制冷技术工业的关键。     

管式吸附床的三维传热数值分析及结构改进

为考察吸附床内不同管数和管径对传热的影响,分别设定吸附床的换热面积或填充量为定值,改变传热管的直径及管数,建立了吸附床三维几何模型,利用FLUENT软件进行数值模拟计算,得到吸附床温度场变化规律.结果表明:当吸附床换热面积或填充量一定时,随着换热管数目增多,直径减小,同一时刻吸附床轴向和径向各点温度上升更快,分布更均匀,强化了传热;质量流量对床层温度没有大的影响;并对原吸附床结构进行改进,由原来的5根Ф32×3 mm的传热管和12根Ф10×1mm传质管改为Ф10×1 mm的50根传热管和23根传质管,其填充量变化不大,但换热面积却由0.58 m2增加为1.11 m2,床层温度分布更均匀,强化了传热,缩短了循环周期.     

轧板热轧过程传热性能的数值模拟

通过建立数学模型，研究了轧板在粗轧、精轧过程中的温度变化．为了正确估计轧板的温度，应考虑轧板-轧辊接触面以及轧辊同的热传递．数值结果表明，轧辊的冷却作用对轧板温度分布有显著影响．此外，对轧板温度进行数值分析时须考虑氧化皮和轧板-轧辊接触面处润滑膜的影响．     

微针肋热沉中流体流动及传热的数值模拟

针对前期试验过程,采用商用软件FLUENT进一步分析了流体横掠方形微针肋热沉的流动及换热特性.结果表明,RNG k-ε紊流模型更适应试验工况;流体流线曲折,扰动强;流动过程中,流体压力不断降低,温度逐渐升高,在针肋区尾部形成大小不一的涡流,涡流中压力保持不变,但温度有较大波动;沿流动方向,各个肋的换热系数不断降低,但降低幅度在减小,到达一定肋数后几乎不再变化,且肋正面与背面的换热系数差别也随流动的发展不断减小.     

烷烃中少量芳烃的模拟移动床吸附及模拟

在实验研究烃中少量芳烃的模拟移动床吸附动态过程及其条件的基础上,用模拟移动床吸附模型进行了模型化拟合计算,传质采用线性推动力模型,得出轴向扩张散系数和总传质系数。结果表明,模拟移动床吸附动态模型的计算值与实验值相符;用吸附动态模型计算得出的轴向扩散系数与由关联式计算出的值相一致,且与流速成正比;总传质系数随着进料流量的增加而增大,区域Ⅰ和区域Ⅱ中,总传质系数随着温度和质量分数的升高而逐渐增大。区域     

化工传热过程的计算机模拟

本文以传热过程为例阐明了计算机模拟化工过程的基本方法。     

溴化锂吸收式制冷技术的应用与发展

对吸收式制冷／热泵循环型式及溴化锂／水工质对的发展现状进行了综述。吸收式制冷／热泵循环技术可以回收利用工业生产中的大量低品位废热，而且其常用工质对溴化锂／水及氨／水对环境没有破坏作用，是日益受到人们重视的环保型节能技术。     

太阳照射下吸附床内部温度的数值模拟

为了研究在太阳照射下不同时刻吸附床内部温度的变化情况以及不同冷却条件对吸附床温度场的影响,在充分了解太阳辐射强度变化规律的基础上,建立了真空管吸附床的二维导热模型,并采用FLUENT软件对恒壁温冷却和空气自然对流冷却2种边界条件下吸附床内部的温度变化进行数值模拟研究,观察其吸附床内部温度场分布.模拟结果表明:太阳照射下吸附床内部的温度分布明显是不均匀的;恒壁温冷却和空气自然对流冷却2种边界条件下吸附床内部达到的最大温度差值接近100℃.因此,可以得出恒壁温的冷却效果远比空气自然对流冷却的效果好;吸附床内温度的不均匀分布将不利于整个吸附床的吸附性能.     

氯乙烯固定床反应器模拟分析

本文对放热较大的氯乙烯固定床反应器进行了模拟分析。认为:用惰性载体稀释催化剂,改变催化剂活性,可使反应管轴向温度分布趋于合理,从而提高设备的生产能力;根据轴向温度分布,改变床层的换热条件,以控制床层各段的反应速度;随催化剂的逐渐失活,调节原料入口温度,可调整床层内的热点位置。     

Characterization of P-nitrophenol Adsorption Kinetic Properties in Batch and Fixed Bed Adsorbers

P-nitrophenol(PNP) adsorption in batch and fixed bed adsorbers was studied. The homogeneous surface diffusion model(HSDM) based on external mass transfer and intraparticle surface diffusion was used to describe the adsorption kinetics for PNP in stirred batch adsorber at various initial concentrations and activated carbon dosages. The fixed bed model considering both external and internal mass transfer resistances as well as axial dispersion with non-linear isotherm was utilized to predict the fixed bed breakthrough curves for PNP adsorption under the conditions of different flow rates and inlet concentrations. The equilibrium parameters and surface diffusivity(Ds) were obtained from separate experiments in batch adsorber. The obtained value of Ds is 4.187×1012 m2/s. The external film mass transfer coefficient(kf) and axial dispersion coefficient(DL) were estimated by the correlations of Goeuret and Wike-Chang. The Biot number determined by HSDM indicated that the adsorption rate of PNP onto activated carbon in stirred batch was controlled by intraparticle diffusion and film mass transfer. A sensitivity analysis was carried out and showed that the fixed bed model calculations were sensitive to Ds and kf, but insensitive to DL. The sensitivity analysis and Biot number both confirm that intraparticle diffusion and film mass transfer are the controlling mass transfer mechanism in fixed bed adsorption system.     

固定床中碳酸钾化学脱硫的数学模型

建立了N2－H2S混合气在含30％ K2CO3的多孔脱硫剂的固定床中等温反应过程的数学模型。在传质控制的条件下,由数值积分得到的理论预测的穿透曲线与实验测定的穿透曲线吻合良好,为该过程的反应器设计和最优化操作提供了可靠的依据,也可供其它快速气固反应过程参考。