流向變換型熱波化學(xué)熱泵實(shí)驗與模型化研究項目摘要

將在工業(yè)催化反應(yīng)器成功應(yīng)用的流向變換人為非定態(tài)操作技術(shù)拓展、更新后用于氣固化化學(xué)熱泵系統(tǒng)，研究和構(gòu)思了一種新型的利用熱波特性強(qiáng)化系統(tǒng)性能的流向變換強(qiáng)制對流（PRFC）熱泵循環(huán)技術(shù)，提出了七種可能的流向變換操作方式。據(jù)此設(shè)計和建造了裝量為1.6kg分子篩/水的PRFC循環(huán)模式裝置，實(shí)現(xiàn)了完整的PRFC循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)驗考察了換向方式和工況參數(shù)對熱泵性能的影響。經(jīng)過與實(shí)驗數(shù)據(jù)對比和模型參數(shù)修正，建立了這類循環(huán)操作的非均相、非定態(tài)數(shù)學(xué)模型。據(jù)此確定了最佳換向方式和操作條件，形成了一套實(shí)用化的PRFC熱泵循環(huán)的設(shè)計和操作方法。模擬分析和實(shí)驗結(jié)果證明在最佳換向方式下PRFC循環(huán)可以顯著改善常規(guī)非流向變換熱泵系統(tǒng)的循環(huán)性能。

模型實(shí)驗一般步驟

（1）先根據(jù)實(shí)驗場地、模型制作和測量條件定出長度比尺；

（2）以選定的比尺縮小或放大原型的幾何尺寸，得出模型的幾何邊界；

（3）根據(jù)對流動受力情況的分析，滿足對流動起主要作用的力相似，選擇模型律；

（4）按選用的模型律，確定流速比尺及模型的流量。

模型實(shí)驗?zāi)Ｐ蛯?shí)驗數(shù)據(jù)

模型實(shí)驗數(shù)據(jù)可以分為兩大類：一類是無量綱的量，由于模型與原型流動相似，模型值與原型值對應(yīng)相等，不必進(jìn)行換算；一類是有量綱的量，如流動阻力、壓強(qiáng)、流速分布等，則需要按照所選擇的相似準(zhǔn)則得出的比尺關(guān)系進(jìn)行換算。素進(jìn)行獨(dú)立控制。與現(xiàn)場實(shí)測相比，可進(jìn)行方案的前期優(yōu)化，具有省時、省力的優(yōu)點(diǎn)。

模型實(shí)驗各種研究方法的比較

（1）理論分析法——有時不同的理論方法得到的解析解不同，有時又難以求解。

（2）數(shù)值計算一仿真分析——由于很多工程中的一些不確定因素，輸入?yún)?shù)難以精確，還有模型簡化等問題，存在一定局限性。

（3）現(xiàn)場實(shí)測——只有在工程施工過程中進(jìn)行，投入較大，周期長。

（4）模型實(shí)驗——可使工程中發(fā)生的現(xiàn)象在實(shí)驗室中再現(xiàn)出來，而且還可以對實(shí)驗中主要原因。

目前, 我國在化學(xué)熱泵的開發(fā)及利用上, 主要有吸收、吸附及絡(luò)合反應(yīng)體系的熱泵: 在增熱型熱泵方面, 主要為氯化鈣/ 甲醇型的絡(luò)合乓應(yīng)體系、分子篩/ 水的吸附體系及某些吸收式。但目前除吸收式而外, 其它類型增熱型熱泵還都只是處于開發(fā)研制階段。在升溫型熱泵方面, 主要為水/ 乙二醇、水/ 澳化鏗等吸收式。目前已有一些吸收式的升溫型熱泵用于實(shí)際工業(yè)中, 并取得了較好的效果。

土水污染控制與資源化技術(shù)實(shí)驗室水污染控制

水污染物質(zhì)的化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)行為。重點(diǎn)研究污染物的吸附理論與有效性模型；污染物降解和轉(zhuǎn)化機(jī)理；水污染監(jiān)測原理與手段等；

污水處理新型生物反應(yīng)器技術(shù)與工藝研究。重點(diǎn)研究可適用于城市污水和多種工業(yè)廢水處理的高效生物反應(yīng)器的構(gòu)建、反應(yīng)機(jī)理、處理性能及工業(yè)化應(yīng)用等。

土水污染控制與資源化技術(shù)實(shí)驗室濕地技術(shù)

水污染的生物控制——人工濕地技術(shù)。重點(diǎn)研究高效微生物種群的篩選、超積累植物的選擇與應(yīng)用技術(shù)；濕地生態(tài)系統(tǒng)的凈化機(jī)理，人工濕地生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用技術(shù)等；

土水污染控制與資源化技術(shù)實(shí)驗室土壤污染修復(fù)

（1）土壤－植物系統(tǒng)中典型污染物的環(huán)境效應(yīng)、遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制及污染預(yù)警。重點(diǎn)研究土壤重金屬、表面活性劑、化學(xué)肥料等在土壤－植物系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，典型污染物在分子生物學(xué)和生物化學(xué)水平上的生物學(xué)效應(yīng)及其生物標(biāo)志物的篩選等；

（2）多種污染物復(fù)合污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響及污染控制。重點(diǎn)研究酸沉降與重金屬復(fù)合污染、表面活性劑與重金屬復(fù)合污染等的環(huán)境效應(yīng)、演變規(guī)律及其污染控制機(jī)理，典型流域與區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染物的削減與消納減排技術(shù)等；

（3）污染土壤的修復(fù)技術(shù)。重點(diǎn)研究典型工礦區(qū)土壤重金屬污染狀況、環(huán)境風(fēng)險，適合于各類工礦區(qū)污染土壤的高效及環(huán)境友好型生物、化學(xué)修復(fù)技術(shù)。

土水污染控制與資源化技術(shù)實(shí)驗室清潔生產(chǎn)

（1）表面處理及有關(guān)重污染行業(yè)的清潔生產(chǎn)技術(shù)。重點(diǎn)研究3R型電鍍及電子化學(xué)品的設(shè)計、配方，化學(xué)品再生，重金屬無損分離與在線回收，3R一體化設(shè)備集成技術(shù)等；

（2）環(huán)境友好型化學(xué)品及關(guān)鍵中間體的設(shè)計與應(yīng)用。重點(diǎn)研究氰化物、鉛、鎘、鉈等高毒害化學(xué)品的替代品的構(gòu)建，環(huán)境友好型精細(xì)化學(xué)品或關(guān)鍵中間體的分子設(shè)計、配方設(shè)計，新型環(huán)境友好型化學(xué)品的應(yīng)用功能及環(huán)境影響評價等。

土水污染控制與資源化技術(shù)實(shí)驗室清潔能源技術(shù)

重點(diǎn)研究農(nóng)、林業(yè)廢棄物資源化及能源化技術(shù)，包括生物柴油技術(shù)、顆?；镔|(zhì)燃料技術(shù)等，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物能源技術(shù)體系。