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吸附床的傳熱傳質特性對吸附式制冷系統(tǒng)有較大的影響。一方面,吸附床的傳熱效率和傳質特性直接影響制冷系統(tǒng)對熱源的利用;另一方面,傳熱傳質越快,循環(huán)周期越短,則單位時間制冷量越大。因此,提高吸附床的傳熱傳質性能是吸附式制冷效率提高的關鍵。
傳質速率主要取決于吸附解吸速度和吸附劑的傳質阻力,吸附劑的傳質阻力主要是由其孔隙率決定的,此外制冷劑氣體在吸附劑內的流程也對傳質阻力有很大影響,合理的吸附劑填充方式和吸附器設計可以有效降低傳質阻力。對于傳熱來講吸附床主要存在兩種熱阻:吸附換熱器的金屬材料(換熱管道與翅片)與吸附劑之間的接觸熱阻;固體吸附劑的傳熱熱阻。因此,改善吸附床的傳熱特性,主要從減小這兩個熱阻的角度出發(fā),或者依靠增大換熱面積來增加總的換熱量,也就是通過合理的吸附器結構設計來增加換熱量。
在加強傳質性能方面,比較有效的方法是通過改變吸附劑顆粒的形狀增加床層孔隙率以及在吸附床設計時設置制冷劑氣體的流動通道。
吸附器傳熱性質的加強首先是對吸附劑的處理,目前比較公認的方法有:采用二元混合物,讓小顆粒吸附劑摻雜在大顆粒吸附劑之間以減小吸附床的松散性;在吸附劑中摻入高導熱系數(shù)材料;通過固結等手段改變顆粒形狀,增大相互之間的傳熱面積,減少顆粒間的接觸熱阻。
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