離子液體[EMIM][Tf2N]對流傳熱和界面吸收的LBM模擬.pdf

1、吸收式熱泵和吸收式制冷機均是利用工業(yè)低品位的廢熱、余熱作為驅(qū)動動力的具有經(jīng)濟效益的節(jié)能裝置，可以廣泛應(yīng)用于住宅和商業(yè)樓的供暖供冷。目前吸收式循環(huán)的工質(zhì)對主要為LiBr/H2O和NH3/H2O。LiBr/H2O工質(zhì)對容易腐蝕金屬，而且運行時容易發(fā)生結(jié)晶，對裝置和操作要求都很高;NH3/H2O工質(zhì)對有毒，不宜廣泛應(yīng)用。開發(fā)新型工質(zhì)是非常有必要的。
　　離子液體是一種能夠溶解有機物以及無機物的綠色溶劑。具有許多天然的特性:蒸汽壓小、具有

2、熱穩(wěn)定性、可設(shè)計性等特點，有些離子液體可以與水、醇等物質(zhì)以任意比例互溶。近來很多學(xué)者提出離子液體可以作為吸收式循環(huán)新型的吸收劑。
　　格子Boltzmann方法是一種介觀的數(shù)值模擬方法，這種數(shù)值計算方法是以分子動理論為基礎(chǔ)，通過計算粒子的分布函數(shù)，根據(jù)碰撞理論和統(tǒng)計力學(xué)，粒子經(jīng)過碰撞和遷移，最終得到宏觀物理量的過程。這個過程能夠模擬計算流體的流動、傳熱和傳質(zhì)問題。與傳統(tǒng)計算流體方法比較，格子Boltzmann方法具有天然的并行性，

3、計算效率高，編程容易，邊界條件處理簡單等優(yōu)勢;同時格子Boltzmann方法能夠處理復(fù)雜邊界，因此能夠模擬計算多相流和多組分問題。
　　本文以離子液體[EMIM][Tf2N]為研究對象，采用單相格子Boltzmann模型模擬離子液體自熱對流傳熱問題，分析傳熱機理，結(jié)果表明離子液體的傳熱效果比水差;運用兩相和單相LB模型模擬離子液體[EMIM][Tf2N]-Al2O3納米流體的對流傳熱情況，結(jié)果表明離子液體型納米流體的傳熱效果隨著R

4、a數(shù)以及納米粒子的體積分?jǐn)?shù)增大而增大。兩相LB模型也呈現(xiàn)同樣的趨勢。但是相比較單相格子Boltzmann模型，兩相LB模型模擬模擬[EMIM][Tf2N]-Al2O3體系傳熱效果更好;離子液體[EMIM][Tf2N]吸收CO2界面發(fā)生Rayleigh對流過程，采用濃度擾動模型，離子液體[EMIM][Tf2N]-CO2體系模型參數(shù)在0.04≤P≤0.2;0＜△C≤10-7kg/m3范圍內(nèi)時，Rayleigh對流發(fā)生的臨界時間的理論預(yù)測值與