添加劑和納米粒子對溴化鋰及氨水表面張力特性的影響.pdf

1、世界性能源危機的出現使各國對吸收式制冷技術給予了高度重視。在我國,不斷加劇的用電壓力導致空調用電也受到一定的限制,這為以熱能為驅動力的吸收式制冷的發(fā)展提供了機會。吸收器作為決定吸收式制冷機性能的主要部件,增強其工作介質溴化鋰水溶液及氨水吸收效果對于提高制冷機熱力系數及吸收式制冷在空調行業(yè)的應用有著重要的意義。添加劑和納米粒子強化溴化鋰水溶液及氨水吸收過程的特性受到眾多學者的研究,本文首先采用白金板法(Wilhelmy板法)測量了含有添加

2、劑和納米粒子的溴化鋰水溶液及氨水表面張力的變化情況。
　　本文首先進行了單獨添加添加劑的表面張力測量實驗,實驗中選擇的添加劑有正辛醇(1-Octanol)、十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)等兩種陽離子表面活性劑和高聚物聚丙烯酰胺(PAM)。通過比較得出1-Octanol對于降低LiBr水溶液和氨水的表面張力效果最好,但由于其有毒、高溫下易分解,不適用于多效吸收式制冷系統(tǒng)中。CTAC和CTAB對降低

3、LiBr水溶液和氨水的表面張力也有較好效果,且二者具有耐高溫、穩(wěn)定性好等特性。PAM的效果較差。然后進行了分別單獨添加納米粒子銅(Cu)和二氧化鈦(TiO2),相比之下,Cu納米粒子降低表面張力的效果較TiO2差,而且溴化鋰水溶液對Cu納米粒子有強烈的腐蝕性,因此,在后面的實驗中選擇了TiO2納米粒子。
　　為了更好地降低表面張力,在分別進行上述兩類實驗的基礎上,進而將添加劑和納米粒子混合添加到吸收式制冷的工作介質中,進行表面張力

4、測量的實驗。實驗結果表明,混合添加后,不但各種添加劑仍然對降低溴化鋰水溶液和氨水的表面張力起主要作用,而且由于納米粒子的加入在降低表面張力的同時還可強化換熱,所以,二者的混合添加對于強化吸收式制冷工作介質的傳質傳熱效果起到雙重的作用。
　　由于吸收式制冷系統(tǒng)在實際運行過程中存在溫度的波動,為此,還進行了溫度對添加劑溶液表面張力的影響實驗,結果顯示溶液表面張力隨溫度的升高而降低,很好的符合了溫度對表面張力的影響規(guī)律,即一般情況下,大

5、多數物質的表面張力均隨溫度的升高而降低。當然實驗數據顯示,在本文的實驗溫度范圍內,溫度波動在±1℃以內時,可忽略其對表面張力的影響。
　　最后,為了直觀的反應表面張力對傳質過程的影響,從理論的角度分析了表面張力的降低對傳質系數的影響。即從馬蘭格尼(Marangoni)對流入手,結合汽液傳質過程中Marangoni對流對傳質過程影響的經驗關系式,分析了表面張力與傳質系數的關系。通過計算分析可知,含有添加劑的LiBr水溶液表面張力越小