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(jī)的出現(xiàn)使各國對吸收式制冷技術(shù)給予了高度重視。在我國,不斷加劇的用電壓力導(dǎo)致空調(diào)用電也受到一定的限制,這為以熱能為驅(qū)動力的吸收式制冷的發(fā)展提供了機(jī)會。吸收器作為決定吸收式制冷機(jī)性能的主要部件,增強(qiáng)其工作介質(zhì)溴化鋰水溶液及氨水吸收效果對于提高制冷機(jī)熱力系數(shù)及吸收式制冷在空調(diào)行業(yè)的應(yīng)用有著重要的意義。添加劑和納米粒子強(qiáng)化溴化鋰水溶液及氨水吸收過程的特性受到眾多學(xué)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(jìn)行了單獨(dú)添加添加劑的表面張力測量實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了分別單獨(dú)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(qiáng)烈的腐蝕性,因此,在后面的實(shí)驗(yàn)中選擇了TiO2納米粒子。
　　為了更好地降低表面張力,在分別進(jìn)行上述兩類實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)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(zhì)中,進(jìn)行表面張力

4、測量的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(qiáng)化換熱,所以,二者的混合添加對于強(qiáng)化吸收式制冷工作介質(zhì)的傳質(zhì)傳熱效果起到雙重的作用。
　　由于吸收式制冷系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中存在溫度的波動,為此,還進(jìn)行了溫度對添加劑溶液表面張力的影響實(shí)驗(yàn),結(jié)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(shù)物質(zhì)的表面張力均隨溫度的升高而降低。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在本文的實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),溫度波動在±1℃以內(nèi)時,可忽略其對表面張力的影響。
　　最后,為了直觀的反應(yīng)表面張力對傳質(zhì)過程的影響,從理論的角度分析了表面張力的降低對傳質(zhì)系數(shù)的影響。即從馬蘭格尼(Marangoni)對流入手,結(jié)合汽液傳質(zhì)過程中Marangoni對流對傳質(zhì)過程影響的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式,分析了表面張力與傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)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