膜式熱泵與空氣濕度調(diào)節(jié)膜操作原理
《膜式熱泵與空氣濕度調(diào)節(jié)膜操作原理》結(jié)合作者黃斯珉的部分研究成果，以及在相關(guān)科研實(shí)踐中的體會和積累的經(jīng)驗，系統(tǒng)地介紹了膜式熱泵技術(shù)和膜式空氣濕度調(diào)節(jié)中的膜操作原理�！赌な綗岜门c空氣濕度調(diào)節(jié)膜操作原理》共分為9章，用通俗易懂的科學(xué)語言介紹了膜流道、膜接觸器流動與傳熱傳質(zhì)及膜式熱泵系統(tǒng)和液體除濕系統(tǒng)的集成方法。
《膜式熱泵與空氣濕度調(diào)節(jié)膜操作原理》適用于高等院校和科研單位的研究生、技術(shù)人員和研究人員，可以作為能源、化工、建筑暖通等專業(yè)的化工傳遞過程、膜分離、傳質(zhì)與分離工程、傳熱傳質(zhì)學(xué)應(yīng)用進(jìn)展等課程的教材或參考書，也可供對膜技術(shù)在暖通領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究感興趣的人員閱讀參考。
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近年來，膜技術(shù)在暖通空調(diào)（空調(diào)系統(tǒng)、采暖與生活熱水）領(lǐng)域的應(yīng)用取得了較大的進(jìn)展。膜式常壓吸收式熱泵技術(shù)具有常壓操作、結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)擴(kuò)展性、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)制熱制冷。膜式液體除濕技術(shù)有效解決了傳統(tǒng)填料塔式直接接觸液體除濕過程中存在液滴夾帶的問題，由工業(yè)余熱、可再生能源等驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)等溫除濕，減小不可逆熱損失，降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。膜式熱泵技術(shù)可以和膜式液體除濕技術(shù)結(jié)合在一起，協(xié)調(diào)生活用水制熱和空氣濕度調(diào)節(jié)，形成一種膜式熱泵制熱、膜式空氣加濕及膜式液體除濕協(xié)同控制裝置，可通過控制熱泵回路和液體除濕回路的電磁閥來獲得所需制熱量和除濕量，在高溫高濕的夏季用于空氣除濕與制冷，由太陽能再生稀溶液，濃溶液在儲液槽中儲存能量，在寒冷的冬季，溶液用于制熱，水箱中的水可以用來加濕，調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度，有效解決冬季大量生活熱水需求和太陽能相對缺乏的矛盾。
本書結(jié)合作者的部分研究成果，以及在相關(guān)科研實(shí)踐中的體會和積累的經(jīng)驗，系統(tǒng)地介紹了膜式熱泵技術(shù)和膜式空氣濕度調(diào)節(jié)中的膜操作原理。本書共9章，第1章為緒論，結(jié)合國內(nèi)外研究進(jìn)展分別介紹膜式熱泵技術(shù)和膜式液體除濕技術(shù)的發(fā)展情況，指出本書的框架、內(nèi)容及其目的：第2章介紹平板膜式熱泵的流動與傳熱傳質(zhì)膜操作原理；第3章介紹中空纖維膜式熱泵膜操作原理；第4章介紹平板膜式熱泵和中空纖維膜式熱泵系統(tǒng)集成，給出系統(tǒng)運(yùn)行原理；第5章介紹錯流平行平板膜流道、錯流彎曲形變平板膜流道及內(nèi)冷型平板膜流道內(nèi)的傳遞現(xiàn)象；第6章介紹側(cè)進(jìn)側(cè)出準(zhǔn)逆流平板膜流道和六邊形準(zhǔn)逆流平板膜流道內(nèi)的傳遞現(xiàn)象；第7章介紹規(guī)則排列和隨機(jī)排列逆流中空纖維膜流道中的自由表面模型、管間相互影響模型及耦合傳熱傳質(zhì)模型；第8章介紹規(guī)則排列和隨機(jī)排列錯流中空纖維膜流道中的自由表面模型、管間相互影響模型及耦合傳熱傳質(zhì)模型；第9章介紹膜式熱泵、空氣加濕和液體除濕系統(tǒng)集成方法，給出制熱制冷、空氣加濕和除濕協(xié)同系統(tǒng)的運(yùn)行原理。
本書給出了關(guān)于膜流道內(nèi)大量的阻力系數(shù)、努塞特數(shù)、舍伍德數(shù)等準(zhǔn)數(shù)，為工程技術(shù)人員提供設(shè)計參數(shù)。讀者通過對本書的學(xué)習(xí)，能對膜接觸器內(nèi)的流動與傳熱傳質(zhì)的數(shù)值模擬有較深刻的理解，從而為獨(dú)立開展相應(yīng)的研究工作打下較好的基礎(chǔ)。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 膜式吸收式熱泵技術(shù)的發(fā)展 2
1.2 膜式液體除濕技術(shù)的發(fā)展 4
1.3 本書內(nèi)容概要 6
參考文獻(xiàn) 6
第2章 平板膜式吸收式熱泵 9
2.1 平板膜式吸收式熱泵制熱過程數(shù)學(xué)模型 10
2.1.1 流體流動與傳熱傳質(zhì)控制方程 10
2.1.2 總傳熱和傳質(zhì)系數(shù) 13
2.1.3 邊界條件 14
2.1.4 溶液狀態(tài)方程 15
2.1.5 數(shù)值計算方法 16
2.2 平板膜式吸收式熱泵制熱實(shí)驗研究 16
2.3 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗驗證 18
2.4 流道內(nèi)溫度和平衡濕度分布分析 19
2.5 流道入口比和長寬比對于平板膜式熱泵性能的影響分析 21
參考文獻(xiàn) 22
第3章 中空纖維膜式吸收式熱泵 24
3.1 中空纖維膜式吸收式熱泵傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型 25
3.1.1 總傳熱系數(shù)和總傳質(zhì)系數(shù) 25
3.1.2 熱量和質(zhì)量守恒方程 28
3.2 中空纖維膜式熱泵制熱實(shí)驗研究 30
3.3 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗驗證 31
3.4 溫度和濕度分布分析 32
3.5 中空纖維膜式熱泵結(jié)構(gòu)參數(shù)對其性能的影響分析 33
3.6 膜傳輸參數(shù)對膜式熱泵性能的影響分析 35
參考文獻(xiàn) 36
第4章 膜式熱泵系統(tǒng)集成 37
4.1 常壓吸收式膜式熱泵系統(tǒng) 37
4.1.1 膜式熱泵系統(tǒng)介紹 37
4.1.2 膜式熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行原理 38
4.2 膜式常壓吸收式熱泵和液體除濕系統(tǒng)協(xié)同裝置 41
4.2.1 協(xié)同裝置介紹 41
4.2.2 協(xié)同裝置的運(yùn)行原理 42
參考文獻(xiàn) 43
第5章 錯流平板膜流道 44
5.1 錯流平行板式膜流道 44
5.1.1 錯流平行板式膜流道數(shù)學(xué)模型 45
5.1.2 錯流平行板式膜接觸器除濕實(shí)驗研究 50
5.1.3 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗驗證 53
5.1.4 平行板式膜流道內(nèi)努塞特數(shù)分析 54
5.1.5 平行板式膜流道內(nèi)舍伍德數(shù)分析 56
5.2 錯流彎曲形變平板膜流道 56
5.2.1 形變平板膜流道流動與傳熱數(shù)學(xué)模型 58
5.2.2 形變高度對錯流平板膜流道的影響分析 62
5.2.3 流體流動雷諾數(shù)的影響分析 67
5.3 內(nèi)冷型平板膜流道 69
5.3.1 流動與傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型 70
5.3.2 內(nèi)冷型膜除濕器液體除濕實(shí)驗研究 77
5.3.3 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗驗證 79
5.3.4 流道內(nèi)努塞特數(shù)和舍伍德數(shù)分析 80
參考文獻(xiàn) 82
第6章 準(zhǔn)逆流平板膜流道 85
6.1 側(cè)進(jìn)側(cè)出準(zhǔn)逆流平板膜流道 85
6.1.1 側(cè)進(jìn)側(cè)出膜流道流動與傳熱數(shù)學(xué)模型 86
6.1.2 數(shù)學(xué)模型數(shù)值驗證 89
6.1.3 流道內(nèi)阻力系數(shù)和努塞特數(shù)分析 90
6.2 六邊形準(zhǔn)逆流平板膜流道 91
6.2.1 六邊形準(zhǔn)逆流膜流道流動與傳熱數(shù)學(xué)模型 92
6.2.2 流道結(jié)構(gòu)參數(shù)對阻力系數(shù)和努塞特數(shù)的影響分析 96
參考文獻(xiàn) 100
第7章 逆流中空纖維膜流道 102
7.1 規(guī)則排列逆流橢圓中空纖維膜流道：管間流動與傳熱 102
7.1.1 管間流動與傳熱數(shù)學(xué)模型 102
7.1.2 準(zhǔn)逆流橢圓中空纖維膜接觸器加濕實(shí)驗測試 106
7.1.3 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗驗證 109
7.1.4 左、右橢圓管半軸比相同的情況 110
7.1.5 左、右橢圓管半軸比不同的情況 114
7.2 規(guī)則排列逆流中空纖維膜流道：耦合傳熱傳質(zhì) 118
7.2.1 耦合傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型 119
7.2.2 逆流中空纖維膜接觸器除濕實(shí)驗測試 124
7.2.3 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗驗證 126
7.2.4 努塞特數(shù)和舍伍德數(shù)分析 128
7.2.5 與自由表面模型的對比 130
7.3 隨機(jī)分布的逆流橢圓中空纖維膜流道 131
7.3.1 隨機(jī)分布管束流動與傳熱數(shù)學(xué)模型 132
7.3.2 隨機(jī)分布橢圓中空纖維膜接觸器加濕實(shí)驗工作 137
7.3.3 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗驗證 139
7.3.4 阻力系數(shù)和努塞特數(shù)分析 140
參考文獻(xiàn) 147
第8章 錯流中空纖維膜流道 151
8.1 錯流橢圓中空纖維膜流道：自由表面模型 151
8.1.1 自由表面數(shù)學(xué)模型 152
8.1.2 錯流中橢圓中空纖維膜接觸器除濕實(shí)驗測試工作 158
8.1.3 自由表面模型實(shí)驗驗證 160
8.1.4 努塞特數(shù)和舍伍德數(shù)分析 162
8.2 規(guī)則排列錯流橢圓中空纖維膜流道 165
8.2.1 流動與傳熱數(shù)學(xué)模型 166
8.2.2 四邊形和三角形排列錯流橢圓中空纖維膜接觸器加濕實(shí)驗測試 171
8.2.3 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗驗證 173
8.2.4 流場和溫度場分析 175
8.2.5 阻力系數(shù)和努塞特數(shù)分析 176
8.3 隨機(jī)分布錯流橢圓中空纖維膜流道 179
8.3.1 隨機(jī)分布流動與傳熱數(shù)學(xué)模型 180
8.3.2 流場和溫度場分析 186
8.3.3 阻力系數(shù)和努塞特數(shù)分析 187
參考文獻(xiàn) 190
第9章 膜式熱泵、空氣加濕和液體除濕系統(tǒng)集成 194
9.1 熱泵驅(qū)動的膜式液體除濕裝置 194
9.1.1 膜式除濕蓄能裝置介紹 194
9.1.2 膜式除濕蓄能裝置的運(yùn)行原理 195
9.2 用于醫(yī)院病房的高效緊湊型空氣除濕凈化裝置 196
9.2.1 空氣除濕凈化裝置介紹 196
9.2.2 空氣除濕凈化裝置的運(yùn)行原理 197
參考文獻(xiàn) 199
符號說明 200
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