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145 定温度为40℃/20℃。足够长的时间后，取出硅胶称质量，并读取温湿度自记仪数据，选取 相对湿度恒定的点作为有效实验数据点。实验中所用硅胶颗粒为变色硅胶，呈球形，平均直 径约为4mm。 3 实验结果 由初始硅胶质量和平衡时的硅胶质量可计算得到干硅胶质量及平衡时刻的含水率，与温 150 度湿度自记仪的数据结合得到硅胶颗粒的等温吸附点的硅胶含水率与空气相对湿度如表2、 表3、图4。该硅胶的吸附等温线接近线型，属于II 型吸附等温线；当环境相对湿度一定时， 不同硅胶温度下硅胶颗粒的含水率略有差别，温度越高，硅胶含水率越低，即为高温难吸附。 表2 40℃时实验结果 155 Tab.2 Experimental results under 40℃ 实验序号 盐溶液 平均相对湿度 含水率 \ Kg/kg 干硅胶 1 Mg(NO3)2 70.3% 0.3196 2 Mg(NO3)2 69.8% 0.3071 3 Mg(NO3)2 68.0% 0.3018 4 MgCl2 45.6% 0.1901 5 Mg(NO3)2 65.7% 0.2953 6 MgCl2 40.1% 0.1678 7 CH3COOK 28.2% 0.1270 8 水 100% 0.3528 9 MgCl2 36.8% 0.1620 10 KCl 90.7% 0.3359 11 NaCl 84.5% 0.3307 表3 20℃时的实验结果 Tab.3 Experimental results under 20℃ 实验序号 盐溶液 平均相对湿度 含水率 \ Kg/kg 干硅胶 12 KCl 89.0% 0.3532 14 水 100% 0.3656 15 MgCl2 37.8% 0.1867 16 CH3COOK 29.4% 0.1494 17 Mg(NO3)2 57.7% 0.2917 18 LiCl 17.9% 0.1059 19 CH3COOK 27.9% 0.1449 160 图4 实验测得的吸附等温点 Fig.4 Experimental adsorption isotherms 选取文献综述中得到的吸附等温线中的四个公式（1）、（5）、（8）、（9）进行分析。 其中公式（1）与公式（5）中，硅胶含水率仅与空气相对湿度相关，与温度无关；而公式（8） 165 和公式（9）中，硅胶吸附等温线与空气相对湿度和硅胶温度均相关。与测试结果对比得到 图。从两组数据对比可以发现，该硅胶颗粒的吸附等温线实验结果更接近公式（8）的曲线。 170 图5 实验结果与文献公式对比 Fig.5 Comparison between experimental results and adsorption isotherms from literatures 若忽略硅胶温度对此多孔硅胶颗粒吸附平衡点的影响，套用吸湿材料平衡吸湿量的统一 表达形式[13]（公式(10)），则可对比得到该硅胶颗粒的吸附等温线的形状因子C 为0.6。 175 max (1 ) W W C C φ φ = + − (10) 180 图6 实验结果拟合为吸湿材料平衡吸湿量的统一表达 Fig.6 fitting for general equation of hygroscopic mass in equilibrium of materials 4 小结 硅胶的吸附等温线与硅胶的内部孔径大小、掺杂成分等有很大关系，一般来讲，相同条 185 件下RD 硅胶的含水率高于ID 硅胶，而掺杂了铝离子或铜离子的硅胶的吸湿性能会有很大 提高，不同硅胶的平衡含水率对温度的敏感程度不同。 常规的RD 硅胶的吸附等温线近似线型，本文采用常见的变色硅胶颗粒为例，用恒温箱、 过饱和盐溶液来制造恒温恒湿的环境，对硅胶颗粒进行试验得到两个温度下的吸附等温线， 并从众多文献表达式中确定了最符合该硅胶性能的吸附等温线表达公式。 190 [参考文献] (References) [1] Pesaran AA. Air dehumidification in packed silica gel beds[D]. California: School of engineering and applied science. University of California Los Angeles, 1980. [2] T.S. Ge, Y. Li, R.Z. Wang, Y.J. Dai. A review of the mathematical models for predicting rotary desiccant 195 wheel[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews , 2008,12: 1485-1528. [3] Satterfield Charles N, Sherwood Thomas K. The role of diffusion in catalysis[Z]. Addison-Wesley Publishing Company INC; 1963. [4] A.Kodama,T.Hirayama,M.Goto,T.Hirose,R.E.Critoph.The use of psychometric charts for the optimization of a thermal swing desiccant wheel[J]. Applied Thermal Engineering, 2011,21:1657-1674. 200 [5] Seifert W.,Ueltzen,Muller E.One-dimensional modeling of thermoelectric cooling[J].Phys.Stat. Sol.(A),2002,194(1):277-290. [6] A.Pesaran,Moisture Transport in Silica Gel Particle Beds,[D].CA: University of California,Los Angeles,1983. [7] 丁云飞，丁静，方玉堂，杨晓西.改性硅胶出事轮传热传之性能研究[J].广州大学学报（自然科学报）， 2006,5(3):80-85. 205 [8] 丁云飞.吸附/压缩联合式空调系统传递规律与强化机理研究[D].广州：华南理工大学，2004. [9] B. B. SAHA, A. CHAKRABORTY. Adsorption characteristics of parent and copper-sputtered RD silica gels[J]. Philosophical Magazine, 2007,87(7): 1113-1121. [10] Van Den Bulck E,Mitchell JW,Klein SA.Design theory for rotary heat and mass exchangers:IIEffectiveness- number-of-transfer-units method for rotary heat and mass exchangers[J].Int J Heat Mass 210 Transfer,1985,28(8):1587-1595. [11] M. Dupont, B. Celestine, J. Merigoux, B. Brandan, Desiccant solar air conditioning in tropical climate: I - dynamic experimental and numerical studies of silica gel and activated alumina[J].Solar Energy,1994, 52 (6) :509-517. [12] Jongsoo Jeong, Seiichi Yamaguchi, Kiyoshi Saito, Sunao Kawai. Performance analysis of four-partition 215 desiccant wheel and hybrid dehumidification air-conditioning system[J].international Journal of refrigeration,2010,33:496-509. [13] 张寅平，张立志，刘晓华. 建筑环境传质学[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2006. 原创学术论文网Tag：代写论文 代写MBA论文 代写硕士论文 代写博士论文 |
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