太阳能吸附式制冷吸附床的数值模拟研究的任务书.docx

太阳能吸附式制冷吸附床的数值模拟研究的任务书
任务书
一、研究背景
能源和环境是人类面临的最大挑战之一。传统的化石能源资源逐渐枯竭，并且使用过程中产生的污染和温室气体排放也严重影响环境。因此，寻找新的高效、环保的能源替代方案已成为全球范围内的研究热点。太阳能是一种可再生、无污染的能源，具有巨大的潜力。因此，开发和利用太阳能是研究的重中之重。
制冷技术是人类生活中必不可少的一部分，尤其是在制药、食品、医疗等行业。现阶段，制冷主要依靠传统的压缩制冷技术，但其能耗较大，不利于节能减排。太阳能吸附式制冷技术具有环保、节能、可靠等优点，其能够利用太阳能转换成热能，在吸附剂中进行吸附和解吸附反应，以达到制冷的目的。
太阳能吸附式制冷技术的研究和应用，一直是太阳能利用领域的重要研究方向之一。其中，吸附床是太阳能吸附式制冷系统的核心部件，直接影响制冷系统的性能。因此，对吸附床的设计、优化和控制等方面的研究，具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的和任务
本研究的目的是对太阳能吸附式制冷系统中的吸附床进行数值模拟研究，探究吸附床的结构、工作原理、传热和传质特性等方面的影响因素，为制冷性能提升和制冷系统优化提供理论指导。
具体研究任务如下：
1.建立太阳能吸附式制冷系统的数学模型，包括吸附床、太阳能集热器和冷热源之间的热平衡方程和质量平衡方程。
2.对吸附床的结构进行建模和优化设计，分析不同结构参数对制冷性能的影响。
3.采用计算流体力学(CFD)方法，对吸附床内流场进行数值模拟，研究流场结构、速度场、温度场和压力场的分布情况。
4.研究吸附床中吸附剂的吸附和解吸过程，分析温度、压力、催化剂等因素对吸附性能的影响。
5.通过数值模拟，分析系统的制冷性能，包括制冷效率、制冷能力和热效率等方面的指标。
6.结合理论分析和数值模拟结果，提出吸附床结构优化建议，为制冷系统的实际应用提供技术支持。
三、研究方法和技术路线
本研究采用理论分析和数值模拟相结合的方法，通过建立数学模型和计算流体力学方法，对太阳能吸附式制冷系统中的吸附床进行研究。具体技术路线如下：
1.研究太阳能吸附式制冷的基本原理和系统结构，分析系统中各部分组成和作用。
2.建立系统的数学模型，包括热平衡方程和质量平衡方程，建立CFD数学模型。
3.基于数学模型和CFD模型，对吸附床结构进行建模和优化设计。
4.运用CFD数值模拟方法，研究吸附床内的流场、温度场、压力场和浓度场，分析各个因素对性能的影响。
5.研究吸附床中催化剂的作用和影响，分析系统吸附性能变化的原因。
6.通过理论分析和数值模拟，评估系统的制冷性能，包括制冷效率、制冷能力和热效率等方面的指标。
7.根据理论分析和数值模拟结果，提出吸附床优化建议，并进行验证和实验测试。
四、预期成果
1.建立太阳能吸附式制冷系统的数学模型和CFD模型，揭示吸附床工作原理和特性。
2.分析和优化吸附床结构参数，提高系统的制冷性能和效率。
3.通过数值模拟，研究吸附床内的流场、温度场、压力场和浓度场，分析各个因素对吸附和制冷性能的影响。
4.提出吸附床结构优化建议，为制冷系统的实际应用提供技术支持。
五、参考文献
[1]张传显,刘宇,刘强.太阳能吸附式制冷技术的研究进展[J].农业机械学报,2019,50(4):149-155.
[2]谢正良,陈晓现.吸附床制冷过程研究进展[J].工程热物理学报,2018,39(10):1975-1981.
[3]李友斌,闻涛,崔艳朦.太阳能吸附式制冷技术的发展现状及展望[J].电力系统自动化,2016,40(16):16-26.
[4]胡冬.太阳能吸附式制冷技术的研究现状与展望[J].化工技术与开发,2019,48(1):29-34.