中空纖維膜蓄能器內部傳熱傳質特性的研究.pdf

1、濃度差蓄能是提高太陽能熱驅動制冷系統(tǒng)變熱源適應性的一種有效蓄能方式，是解決太陽能等不穩(wěn)定熱源驅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晶問題，導致放能困難。膜構架蓄能器用膜作為蓄能器的骨架，構架出了水蒸氣與溴化鋰溶液的傳質通道，水蒸氣在膜兩側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數(shù)學模型,分別采用Matlab和Fluent軟件對其一維和三維數(shù)學模型進行了求解，并通過實驗驗證了非穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型的正確性，根據(jù)仿真計算結果，分析了膜通量、溶液溫度、溶液質量分數(shù)等熱力參數(shù)的動態(tài)變化特性，獲得的主要結果如下：
　　驗證性實驗結果表明，計算結果與實驗結果相比較，平均溫度最大相差0.33％，平均質量分數(shù)最大相差3.46%，從而驗證了數(shù)學

3、模型及計算結果的可靠性。
　　跨膜傳質通量的大小與膜表面溶液溫度和質量分數(shù)有關，溫度恒定時，質量分數(shù)越大，膜通量越大；質量分數(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軸坐標成遞減的變化關系；不同時刻，隨著X軸坐標值增大，溫度的變化率減小，溶液溫度隨著Z軸坐標值增加而緩慢降低。
　　水蒸氣透過膜表面之后，溶液質量分數(shù)會快速

4、降低，在膜表面處溶液質量分數(shù)變化率最大，溶液質量分數(shù)隨著X軸坐標值成遞增的變化關系；不同時刻，隨著X軸坐標值增大，溶液質量分數(shù)的變化率減小，質量分數(shù)隨著Z軸坐標值增大而升高。
　　改變計算模型的初始條件，分析和總結膜蓄能器內傳熱傳質過程強化的方法：降低溶液的初始質量分數(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