溶液绝热除湿过程数值模拟户耀东1徐士鸣21中国汽车工业工程公司.DOCVIP

溶液绝热除湿过程数值模拟 户耀东1 徐士鸣2 1 中国汽车工业工程公司2 大连理工大学能源与动力工程学院 摘要：本文建立了溶液除湿空调器模型，并应用此模型对除湿系统进行了数值模拟，与已有的实验数据进行了对比，该模型计算结果与实验吻合很好。为分析变质量能量蓄能系统在除湿空调中的动态性能提供了理论依据，对研究蓄能技术在除湿空调领域的广泛应用具有重要意义。 关键词：除湿器数值模拟绝热 Numerical Simulation of the Heat Insulation Dehumidification Process HU Yao-dong1, XU Shi-ming2 1 China Automobile Industry Engineering Company 2 School of Energy and Power Engineering, Dalian University of Technology Abstract: A dehumidifier model was presented in this paper. We also use numerical method to calculate a dehumidifier with this model. The numerical results are well accord to the experimental?result in the literature. This numerical simulation method proposed supply a better theory reference to study the variable mass transformation and storage that used in the dehumidifier and air condition system. It has a very significant meaning for the study of the energy storage technology used in the dehumidifier and air condition field. Keywords: dehumidification, numerical simulation, heat insulation 收稿日期：2011-11-10 作者简介：户耀东（1983~），男，硕士研究生；天津市南开区红旗路370号中国汽车工业工程公司建工一院（300190）；0226826；E-mail: h.yaodong@ 0 引言 近年来液体除湿空调技术发展很快，其中一个重要的原因就是节能，并可以利用蓄能技术来为整个系统的除湿和再生提供能源。而现有的蓄能除湿技术主要研究用太阳能、废热等作为再生能源，有利用低峰电能。常规除湿空调系统中为了用表冷器除去空气中的水，空调用水温度需要降到露点温度以下，然后经再热达到送风温度，因此造成了能源的浪费，而溶液除湿空调系统先将湿空气经过除湿后，再降温，这样空调用水温度可以提高到18℃左右，节省了空调用水的负荷，达到节能的目的。 除湿器是液体除湿空调系统中关键部件，因此对其进行研究具有重要的意义。本文建立了绝热除湿过程的效能-单元数模型，忽略除湿溶液浓度在喷淋过程中的变化，给出了除湿塔过程的数值解，与已有的实验数据[24]进行了比较，吻合较好。 1 除湿器绝热吸收模型建立 图1为溶液绝热除湿逆流填料塔内热质传递的物理模型。图中中间竖线表示液体吸收溶液与空气的两相热、质传递界面。 图1 平板降膜绝热吸收过程物理模型建模假设 为了便于分析问题，在建立绝热吸收填料塔热、质传递数学模型时基于以下假设： 1）除湿过程中是绝热的即溶液与外界没有热量交换； 2）传热、传质阻力主要取决于气相液相阻力忽略不计； 3）热质传递过程为稳态过程； 4）在控制体内、液体的物性保持不变； 5）填料塔被充分浸润，热质传递界面相同，塔的轴向没有扩散。热、质传递数学模型 除湿模型中微元段内能量、质量守恒方程 （1） （2） 式中?s为除湿溶液质量流量，kg/shs为除湿溶液的比焓，kJ/kg；?a为被处理空气质量流量，kg/s；ha空气的比焓，kJ/kg；ωa为空气的含湿量，kg水蒸气/kg干空气。 湿空气和除湿溶液的比焓为 （3） （4） 式中cpm，cps分别为空气和溶液的定压比热容，kJ/kg·℃)；分别为水蒸汽和溶液在0℃时的比焓，kJ/kg；Ta，Ts分别为空气和溶液的温度，℃。 气液界面上能量、质量传递方程 （5） （6） 式中κ、κm为对流换热系数和传质系数，单位分别为kW/(m2·℃)和kg/m