化学吸附式制冷是一种利用化学反应进行热能转换的制冷技术,它主要通过吸附剂和制冷剂之间的化学反应来实现制冷目的。在这一制冷技术中,吸附床作为核心部件,扮演着至关重要的角色。它负责储存和释放制冷剂,从而完成制冷循环。本文研究主要围绕CaCl2-NH3工质对在不同温度下的化学反应及反应所产生的热量对吸附床温度分布的影响。
在化学吸附式制冷中,CaCl2-NH3工质对在不同的温度下会发生不同的化学反应。当温度较低时,主要进行两个反应:一是CaCl2·8NH3与CaCl2·4NH3之间的反应,二是CaCl2·4NH3与CaCl2·2NH3之间的反应。这两个反应分别对应于不同的反应平衡温度Te1和Te2。这两个反应都会产生相应的热量,称为化学反应热,分别用ΔH1和ΔH2表示。ΔH1和ΔH2的值分别是2300kJ/kg和2200kJ/kg。反应平衡温度Te1和Te2由相关的方程式决定。
由于化学反应热的存在,吸附床内的温度分布不是均匀的。反应热会对吸附床的温度产生显著影响。为了研究这种影响,本文采用了数值模拟的方法,即在Fluent软件中引入了用户自定义函数(UDF),来导入化学反应的编程。通过这种数值模拟,研究人员可以模拟出吸附床温度随时间的变化情况,并且可以比较考虑化学反应热和不考虑化学反应热两种情况下吸附床温度分布的差异。
这种研究对于设计和优化化学吸附式制冷系统具有重要意义,它能够帮助研究人员和工程师更好地理解吸附床内的温度变化机制,并据此设计出更高效的系统。数值模拟的结果能够指导实际的设计和应用,比如,通过模拟可以知道如何通过控制反应温度来优化吸附床的工作效率,从而提高整个制冷系统的性能。
本文的研究成果不仅在理论层面上丰富了化学吸附式制冷的数值模拟方法,也在技术层面上为吸附床的设计和优化提供了新的思路。通过更加精细的温度控制和优化,化学吸附式制冷系统有望在未来的节能和环保制冷领域得到更广泛的应用。
研究的作者杨晓和冯玉坤以及通信联系人何燕分别来自青岛科技大学机电学院,杨晓是主要研究化学吸附式制冷的硕士,冯玉坤和何燕则分别参与了相关研究工作。何燕作为教授,其研究方向包括温度场数值模拟、强化传热技术与设备以及新型导热材料的开发与研究。这些研究方向和本篇论文的研究内容相互补充,为相关领域的发展提供了理论和技术支持。
2025-06-06 20:52:51
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