太阳能平板降膜型再生器模拟和实验的研究.pdfVIP

太阳能平板降膜型再生器的模拟和实验研究 杜 斌，施明恒 (东南大学动力工程系，南京 210096) 摘 要：在对液体再生机理研究的基础上，针对对流和辐射传热边界条件 ，建立 了太阳能平板集热型再生器中逆 流降膜再生过程的数学模型，并通过实验方法对该模型进行验证，实验采用CaC12水溶液作为除湿剂 ，分析了各种 进 口参数对再生效果的影响。结果表明：模拟结果与实验数据能够较好地吻合；太阳辐射强度、空气温度、空气含 湿量和溶液浓度等均对再生过程有不同程度的影响。 关键词：太阳能；液体除湿空调 ；再生；降膜；数学模型 中图分类号：TK124 文献标识码 ：A m 升高，水分从溶液中不断蒸发；因为溶液与空气间就 o I， 刖 昌 传热传质效果而言，逆流最优[1“]，所以空气采取逆 c 液体除湿空调系统 (LDAS)具有节能、环保和再 流的方式吹人，以带走从溶液蒸发出来的水分 。吸 . 生温度低等优点，很适合以太阳能或其他低温热源 热板下铺设保温材料，再生器上覆盖玻璃罩，以减少 g 作为其主要供能，有 良好的发展前景_l]。系统 中 热损失。 n 的再生过程是空气与溶液直接接触的热质传递过 o实际情况下的再生过程并非是理想的等温或绝 程，研究该过程中溶液的温度和浓度分布，对提高再l u热的对流传热传质过程，而是介于这两者之间。在 生效率及了解整个空调系统的运行特性具有重要意 再生过程中，一方面溶液吸收太阳辐射升温；另一方 义。 h 面，空气吸收从溶液中蒸发出的水分，同时吸收水分 z 的潜热和显热。在玻璃罩处，再生器 内、外存在温 1 再生过程数学模型 . w 差，所 以对外有对流散热。同时，再生器吸热面吸收 液体除湿空调系统中的溶液再生过程是从外界 太阳热量后温度升高，与覆盖的透明玻璃罩之间有 w 获取热量使水分从除湿溶液蒸发到空气中，从而使 辐射换热。本文将考虑所有这些对流和辐射传热边 w 溶液浓度升高恢复其吸湿能力的过程。之所以能够 界条件，建立相应的太阳能再生过程的数学模型并 发生溶液的再生是 由于溶液的表面蒸汽压 P1大于 进行数值求解。 与之接触的空气的蒸汽压 P2，所 以稀溶液在再生器 中通过加热升温，保持 P1在较高的数值，差压 (P1 一 p2)即为再生过程中水分传质的驱动力。 目前国内外对再生过程的专门研究较少，以往 的工作主要集 中在转轮式[4或填料式[5 等形式的 再生器。本文研究的太阳能平板集热型再生器，利 用太阳能直接加热稀溶液，在再生器 中被处理溶液 图1 再生器结构 以降膜形式与空气进行接触、再生，其结构如图1所 Fig．1 Structureofregenerator 示。溶液沿倾斜的吸热板表面呈液膜状流下，温度 1．1 数学模型 5．67．【