学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
摇摆状态下降膜吸收过程中动量、热量和质量传递规律研究
作 者: 刘艳丽
导 师: 宋希庚;徐士鸣
学 校: 大连理工大学
专 业: 动力机械及工程
关键词: 摇摆状态 动量、热量和质量传递 降膜吸收 TFE/NMP 垂直管内
分类号: U664.5
类 型: 博士论文
年 份: 2002年
下 载: 157次
引 用: 8次
阅 读: 论文下载
内容摘要
近年来,由于近海鱼类资源的匮乏和捕鱼区域的限制,渔船不得不到更远的海域进行远洋捕捞,因此,渔船制冷已成为水产品冷冻保鲜之关键而倍受重视。为克服目前大多渔船配备的压缩式制冷机组不利于节能和环保的缺陷,本文提出将具有新型制冷工质对TFE/NMP(2,2,2-Trifiuoroethanol/N-Mehtyl-2-Pyrrolldone)吸收制冷系统用于渔船制冷,并为此着重对摇摆状态下系统核心部件—吸收器降膜吸收过程中液膜流动特性及动量、热量和质量耦合传递规律进行了大量的理论与试验研究。主要工作如下: 1.根据边界层理论,在静态降膜吸收研究的基础上,首次提出摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收过程物理和数学模型。该模型充分考虑了由摇摆振动引起的附加惯性力的作用,属非稳态三维波动层流问题。 2.提出膜内速度、温度和浓度分布的相似性假设;通过膜内积分将原始控制微分方程组化为积分方程组;采用二阶迎风全隐式有限容积法离散积分方程组;利用Gauss-Seidel点迭代方法进行数值求解;编制计算程序,用TechPlot软件对计算结果进行处理,从而得到速度、温度和浓度等相关参数的分布曲线。 3.计算结果表明,摇摆振动对TFE/NMP垂直管内降膜吸收性能影响很大。首先,降膜内相关参数分布具有周期性且周期等于摇摆振动周期;其次,摇摆附加惯性力使液膜沿吸收管周向和径向流速不为零,而且单位摇摆周期内各参数沿周向和管长方向分布比较规律;再次,当其他参数一定时,适当减小摇摆幅度和摇摆周期,液膜吸收能力将增强,这与理论定性分析相当吻合;最后,改变溶液入口参数及吸收压力,相应的吸收情况有所改变,其趋势与静止状态下的降膜吸收非常一致。 4.为验证理论模型的可靠性并进一步深入了解实际摇摆降膜吸收过程中热、质传递情况,自建了摇摆振动单管吸收试验台;分别对静止和摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收进行试验研究。 5.试验结果表明,当其他初始参数一定时,在渔船常见的摇摆振动条件下,降膜吸收器的热、质传递优于静态下的情形;摇摆振动频率和幅度直接影响降膜吸收性能,适当减小摇摆周期或摇摆幅度均有利于提高降膜吸收性能。试验结果与理论计算趋势十分吻合。 6.理论计算与试验结果均表明只要海上风浪不是很大,TFE/NMP吸收式制冷系统完全能够满足渔船制冷要求。该研究为船用吸收制冷系统的设计和实际应用提供了相应理论基础和依据。
|
全文目录
中文摘要 4-5 英文摘要 5-11 第一章 绪论 11-22 1.1 研究摇摆状态下降膜吸收器吸收过程的意义 11-13 1.1.1 渔船制冷现状 11 1.1.2 研究船用条件下TFE/NMP降膜吸收过程的意义 11-13 1.2 国内、外研究现状综述 13-21 1.2.1 新型制冷工质对的选择及物性研究 13-14 1.2.2 吸收器吸收机理的研究 14-21 1.3 本文的主要工作 21-22 第二章 摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收数值模拟 22-57 2.1 船舶运动特点分析 22-24 2.2 摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收物理数学模型 24-33 2.2.1 摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收物理模型 24-26 2.2.2 摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收数学模型 26-29 2.2.3 静止状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收数学模型及其求解方法 29-33 2.3 积分求解方法 33-46 2.3.1 三维微分方程化为二维微分方程 34-38 2.3.2 分布假设及系数确定 38-43 2.3.3 控制微分方程组中相关偏导数的确定 43-46 2.4 数值求解方法 46-56 2.4.1 计算区域与控制微分方程的离散化方法 47-54 2.4.2 迭代求解 54-56 2.5 小结 56-57 第三章 算例及参数分析 57-103 3.1 算例及计算程序框图 57-61 3.2 摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收过程中“三传”特性分析 61-84 3.2.1 各参数随时间t的变化规律 61-66 3.2.2 各参数随y的变化规律 66-74 3.2.3 各参数随x的变化规律 74-80 3.2.4 与静止状态下降膜吸收情况的对比 80-84 3.3 喷淋密度对于摇摆状态下降膜吸收的影响 84-89 3.3.1 各参数随y的变化规律 84-86 3.3.2 各参数随x的变化规律 86-89 3.4 摇摆幅度对于降膜吸收的影响 89-94 3.4.1 各参数随y的变化规律 89-91 3.4.2 各参数随x的变化规律 91-94 3.5 摇摆频率(或周期)对于降膜吸收的影响 94-100 3.5.1 各参数随t的变化规律 94-95 3.5.2 各参数随y的变化规律 95-97 3.5.3 各参数随x的变化规律 97-100 3.6 其他因素对于摇摆状态下降膜吸收的影响 100-102 3.7 小结 102-103 第四章 摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收试验研究 103-117 4.1 静止状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收试验研究 103-109 4.1.1 试验装置及试验方法 103-105 4.1.2 试验数据处理 105-107 4.1.3 试验结果及分析 107-109 4.2 摇摆状态下TFE/NMP垂直管内降膜吸收试验研究 109-117 4.2.1 试验装置及试验方法 109-112 4.2.2 试验数据处理 112 4.2.3 试验结果及分析 112-117 第五章 结论与展望 117-120 5.1 全文总结 117-119 5.2 降膜吸收机理研究展望 119-120 参考文献 120-126 作者攻读博士学位期间发表的学术论文及著作 126-127 创新点摘要 127-128 致谢 128-129 符号表 129-132
|
相似论文
- 盐酸—醋酸废液循环利用工艺的研究及其工业化初步设计,X703
- 亚氯酸钠降膜吸收二氧化硫的研究,X701.3
- 横纹管强化溴化锂吸收水蒸汽的传热传质实验研究,TK124
- 高温降液膜吸收强化传热传质的研究,TQ051.5
- 氨基酸离子液体-MDEA混合水溶液对CO_2的吸收研究,X701
- 大型竖管降膜吸收器分布装置的研究,TQ051.8
- 高温降膜吸收模拟分析及热泵样机设计,TQ021
- 功能表面强化传热传质研究及其在车载溴冷机中的应用,TB651
- 二氧化硫资源化烟气脱硫降膜吸收技术的研究,X701.3
- 溴化锂溶液在水平螺旋槽管壁面降膜吸收过程的数值研究,TB65
- 垂直管外降膜吸收传热传质过程强化的研究,TQ021.4
- TFE/NMP吸收式热泵的模拟与实验研究,TB657
- 摇摆状态下管内降膜流动流场模拟,TB611
- 垂直管内TFE/NMP部分膜状冷凝热质传递过程的数值模拟研究,TB611
- 管内降膜式第二类吸收式热泵的实验研究,TQ015
- 磁场强化氨水吸收模型及实验的初步研究,TB61
- 摇摆状态下垂直管内降膜吸收传热传质理论及实验研究,TB61
- 垂直管内降膜吸收与蒸发过程研究,TQ021
- 开式循环吸收式热泵理论及部件实验研究,TK123
- 溴化锂溶液水平管吸收器降膜吸收传热传质规律研究,TB616
中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶辅机及设备
© 2012 www.xueweilunwen.com
|