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吸附床温度变化规律

2022-04-011220

吸附床温度变化规律如图5-6所示,加热过程中吸附床上表面的温度上升比中层(对应T2曲线)及下层(对应T3曲线)的温度上升快,即吸附剂

(活性炭)之间在法向距离间存在着较大的温度梯度,实验吸附床法向距离为4cm,上下表面间却存在近20℃的温差,这充分说明吸附剂有较大的传热热阻。

下午17:00以后,停止加热,打开吸附床的风门,让外界空气冷却吸附床,因而吸附床的温度开始下降,这个过程持续4小时左右,一直到晚上21·00左右,吸附床内吸附剂的温度基本达到外界的环境温度。从图中可看出,吸附床内吸附剂的上表面温度(T,曲线)比中下层面的温度下降要快些,因为上表面直接被风冷,故温度下降快;而中下层表面则主要通过上表面把吸附剂的显热传出,故其温度下降滞后于上表面的温降。夜晚(21·00左右),当吸附床的温度基本达到外界环境温度时,打开吸附床与蒸发器相连的阀门,让吸附床内的吸附剂直接吸附蒸发器内的制冷剂,产生吸附制冷效果。这个过程一直持持续到第二天早晨8:00左右结束,当太阳升起时,系统又开始下一轮新的吸附制拎循环过程。吸附刚开始时,吸附床内吸附剂的温度有一个非常尖锐的突变,温差在40℃左右,这是由于吸附开始时,吸附剂对制冷剂的吸附作用最强,吸附制冷剂所产生的大量吸附热在短期内来不及从吸热床的上表面散发出去,因而出现了一个显著的温度上升,之后随着外界空气的冷却,吸附剂的温度逐渐下降并随着吸附能力的逐渐饱和而趋于环境温度。从图中还可知,吸附时吸附剂的下表面温度较上表面略高一些,这主要是吸附床对制冷剂的吸附通道人口是设置在下表面,同时吸附热是从上表面对外散出的,故存在一定的温差,但彼此间的温度梯度不是太大,原因是吸附时所产生的吸附热从上表面散出,故吸附热加热了吸附床内的吸附剂,因而在吸附过程中吸附剂的温度分布较为均匀。

图5-7显示了在两肋片之间分布的吸附床内吸附剂的温度随循环时间的变化关系。需要说明的是,在最靠近传热肋片的地方,加热解吸时其温度上升比离传热肋片较远地方吸附剂的温度要快一些(大约有8℃左右的温差),表明传热肋片在吸附床的传热过程中有重要的作用。理论上传热肋片越多,传热效果越好,但传热肋片的增多,会导致吸附床金属热容的增加,在外界输入能量一定的情况下反过来又会影响吸附剂所吸收的有效能量,因而应综合优化考虑所需传热肋片的数量。

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