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吸收式燃气空调系统热力学分析及吸收器优化设计

作　者: 夏利江
导　师: 魏琪
学　校: 江苏大学
专　业: 热能工程
关键词: 天然气空调 (火用) 吸收器数值模拟
分类号: TB616
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

在国内外大力开发和使用天然气的大好形势下，燃气空调的应用越来越普遍。燃气空调在减少污染气体排放、缓解电力紧张压力、调节电力和燃气高峰负荷等方面显示出其独特的优势，发展燃气空调将对传统的制冷系统起到巨大的促进作用。为了更好的提高燃气空调的效率，节约能源，本课题对吸收式燃气空调系统进行了热力学分析，通过分析研究系统中能量的转化过程，找出循环系统中的薄弱环节。分析发现：吸收器是燃气空调系统中(火用)损失最大的部件，其性能直接影响到整个制冷过程，它同样在其他类型的吸收式制冷机中占有十分重要的地位，因此对吸收器进行进一步研究。吸收器的传热传质过程包含着二元溶液两相流动的传热与传质过程，在研究过程中首先对现有的各种吸收器进行分析比较，然后对垂直管吸收器进行了深入分析，通过建立垂直管吸收器的数学物理模型，揭示了垂直管吸收器吸收过程中的热质耦合原理，分析总结得出了影响传热传质过程的主要因素。风冷吸收器具有布置简单，运行费用低，不消耗水源，占地面积小等优点，因此本文对吸收器风冷方式进行探讨。在对垂直管吸收器内部吸收过程进行研究的基础上，用CFD软件FLUENT对风冷垂直管吸收器冷却过程进行研究，分析比较不同结构对吸收器冷却效果的影响。另外，文中还提出了基于研究成果的关于吸收器设计的新方法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 燃气空调的研究进展  10-13
    1.1.1 研究背景  10-12
    1.1.2 吸收式燃气空调的发展  12-13
    1.1.3 燃气空调国内外研究现状  13
  1.2 吸收器的研究进展  13-15
    1.2.1 研究背景  13-14
    1.2.2 国内外研究现状  14-15
  1.3 本课题主要工作  15-16
第二章燃气空调基本原理  16-30
  2.1 燃气空调概述  16-17
    2.1.1 燃气空调的定义  16
    2.1.2 燃气空调分类及优缺点  16-17
  2.2 吸收式燃气空调工作原理  17-20
    2.2.1 制冷循环分析比较  17-18
    2.2.2 吸收式燃气空调系统循环过程  18-19
    2.2.3 热力学过程在焓—浓度图上的表示  19-20
  2.3 溶液性质  20-30
    2.3.1 氨水溶液性质  20-26
    2.3.2 溴化锂水溶液性质  26-28
    2.3.3 溶液热力学性质程序的编制  28-30
第三章燃气空调系统热力学分析  30-42
  3.1 热力学分析概述  30-31
    3.1.1 概述  30-31
    3.1.2 热力学第一、二定律分析比较  31
  3.2 吸收式燃气空调系统热力学分析  31-38
    3.2.1 热力学分析方法  31-35
    3.2.2 计算分析过程  35-38
  3.3 热力学计算结果分析  38-42
第四章吸收器的吸收方式及结构原理  42-52
  4.1 吸收方式分析  42-43
    4.1.1 降膜吸收方式  42
    4.1.2 泡式吸收方式  42-43
    4.1.3 喷洒(喷雾)吸收方式  43
  4.2 吸收器结构分类  43-51
    4.2.1 水平管束降膜吸收器  43-46
    4.2.2 垂直管外降膜吸收器  46-47
    4.2.3 垂直板式吸收器  47-50
    4.2.4 螺旋管降膜吸收器  50-51
    4.2.5 垂直管吸收器  51
  4.3 总结  51-52
第五章垂直管吸收器及内部吸收过程研究  52-66
  5.1 垂直管降膜吸收方式研究  52-57
    5.1.1 吸收过程分析  52
    5.1.2 吸收过程数学模型的建立  52-55
    5.1.3 数值求解  55-57
    5.1.4 结果分析  57
  5.2 垂直管泡式吸收方式研究  57-66
    5.2.1 吸收过程分析  58
    5.2.2 吸收过程数学模型建立  58-61
    5.2.3 吸收过程参数分析  61-63
    5.2.4 数值计算  63-64
    5.2.5 数值结果分析和讨论  64-65
    5.2.6 结论  65-66
第六章吸收器风冷方式探讨  66-79
  6.1 风冷吸收器结构原理  66-67
  6.2 CFD理论基础  67-69
    6.2.1 CFD技术概述  67
    6.2.2 CFD软件主要特点  67-68
    6.2.3 FLUENT软件介绍  68-69
  6.3 风冷垂直管吸收器冷却过程数值模拟  69-79
    6.3.1 计算工况和计算域的确定  69-70
    6.3.2 理论计算  70-71
    6.3.3 数学模型的建立  71-72
    6.3.4 数值方法  72-73
    6.3.5 数值模拟过程  73-76
    6.3.6 结果分析  76-79
第七章总结与展望  79-81
  7.1 全文总结  79
  7.2 研究展望  79-81
参考文献  81-85
致谢  85-86
攻读硕士学位期间发表的学术论文  86-87
附录  87-90
  附录1 溴化锂溶液国外H-Ξ数据扩展图及扩展程序  87-89
  附录2 溴化锂溶液国外S-Ξ数据扩展图及扩展程序  89-90

吸收式燃气空调系统热力学分析及吸收器优化设计

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