垂直降膜式吸收机内布液器的实验研究

　　吸收式热泵是一种利用低品位热源、实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统，是一种回收利用低位热能的有效装置，由于其具有节约能源、保护环境的双重作用，正逐渐成为一项节能减排的重要技术。吸收器作为吸收式热泵的重要组成部件，其传热传质系数要远低于其他部分，所以如何提升吸收器的传热与传质系数，成为国内外研究重点。目前国内大多数的吸收式热泵采用的都是管外水平降膜的方式，这里研究的垂直降膜方式与水平降膜比较有以下优点：

　　1 )工质在装置内流经时间短; 2 )传热温差小，热损失小;3)同样工况下有更高的传热传质系数;4)机组占地面积小。

　　从这些优点可以看出，垂直降膜机组有着更广阔的发展前景，但是目前鲜有对其布液器性能的研究，这已成为制约其发展一个重要因素，这里制作了不同型号的布液器，通过实验进行比较以优化其结构参数，优化后的布液器已经被成功应用于国内首台供热量为1.3MW垂直降膜式吸收式热泵机组样机。

　　1 布液器样品概述

　　吸收机里为了提高传热传质系数，LiBr水溶液大都采用喷淋方式，常用的方式有两种：

　　1)喷嘴喷淋方式。溶液在一定压力作用下经喷嘴物化，形成均匀的雾滴，喷淋于传热管上。喷淋的压力一般是借助于发生器和吸收器之间的压力差或借助于专用的溶液喷淋泵。

　　2)淋激式喷淋方式。该系统通常是将溶液流过钻有许多小孔的淋板，喷淋在传热管上。淋板有压力式和重力式两种。

　　由于方式1)往往需要外界提供压力，不利于节能，而且液膜分布不够理想，而方式2)是将浓溶液淋在冷却水管外壁，对于水平放置的管束而言，溶液不能喷淋到管壁的下方区域，造成传热面积的浪费。所以人们提出冷却水从传热管内壁纵向流动，浓溶液依靠自身的重力沿传热管外表面垂直降膜吸收的方式，以期能解决上述遇到的问题。垂直管外降膜式热质传递设备的结构大致上类似于固定管板式列管换热器, 只是在传热管上端安装布液器。文献[1]中提出了一种螺旋沟槽布液器形式，但是没有提出其合适的具体参数，因而缺乏实际应用价值。这里的目的即为通过多组实验对比，提出具体合理的结构参数，以用于指导实际机组的设计。布液器与传热管的连接形式如图1所示。1

　　图2管外布液器剖面图，其外观为圆柱形，内表面上加工切向螺旋状沟槽，而切向沟槽下方加工导流环隙。沟槽内的液体受到毛细力和重力的双重作用沿着沟槽流下，在导流环隙作用下能沿管外壁顺利的成膜状分布。

　　由图2，布液器主要结构参数有沟槽深度a、沟槽宽度b、沟槽数目n、布液器高度e、导流环隙内径R、导流环隙外径R0、导流环隙高度h、以及切向旋转沟槽角度β。