流向变换型热波化学热泵实验与模型化研究项目摘要

将在工业催化反应器成功应用的流向变换人为非定态操作技术拓展、更新后用于气固化化学热泵系统，研究和构思了一种新型的利用热波特性强化系统性能的流向变换强制对流（PRFC）热泵循环技术，提出了七种可能的流向变换操作方式。据此设计和建造了装量为1.6kg分子筛/水的PRFC循环模式装置，实现了完整的PRFC循环运转，并实验考察了换向方式和工况参数对热泵性能的影响。经过与实验数据对比和模型参数修正，建立了这类循环操作的非均相、非定态数学模型。据此确定了最佳换向方式和操作条件，形成了一套实用化的PRFC热泵循环的设计和操作方法。模拟分析和实验结果证明在最佳换向方式下PRFC循环可以显著改善常规非流向变换热泵系统的循环性能。

模型实验一般步骤

（1）先根据实验场地、模型制作和测量条件定出长度比尺；

（2）以选定的比尺缩小或放大原型的几何尺寸，得出模型的几何边界；

（3）根据对流动受力情况的分析，满足对流动起主要作用的力相似，选择模型律；

（4）按选用的模型律，确定流速比尺及模型的流量。

模型实验模型实验数据

模型实验数据可以分为两大类：一类是无量纲的量，由于模型与原型流动相似，模型值与原型值对应相等，不必进行换算；一类是有量纲的量，如流动阻力、压强、流速分布等，则需要按照所选择的相似准则得出的比尺关系进行换算。素进行独立控制。与现场实测相比，可进行方案的前期优化，具有省时、省力的优点。

模型实验各种研究方法的比较

（1）理论分析法——有时不同的理论方法得到的解析解不同，有时又难以求解。

（2）数值计算一仿真分析——由于很多工程中的一些不确定因素，输入参数难以精确，还有模型简化等问题，存在一定局限性。

（3）现场实测——只有在工程施工过程中进行，投入较大，周期长。

（4）模型实验——可使工程中发生的现象在实验室中再现出来，而且还可以对实验中主要原因。

目前, 我国在化学热泵的开发及利用上, 主要有吸收、吸附及络合反应体系的热泵: 在增热型热泵方面, 主要为氯化钙/ 甲醇型的络合乓应体系、分子筛/ 水的吸附体系及某些吸收式。但目前除吸收式而外, 其它类型增热型热泵还都只是处于开发研制阶段。在升温型热泵方面, 主要为水/ 乙二醇、水/ 澳化铿等吸收式。目前已有一些吸收式的升温型热泵用于实际工业中, 并取得了较好的效果。

土水污染控制与资源化技术实验室水污染控制

水污染物质的化学、物理化学和生物化学行为。重点研究污染物的吸附理论与有效性模型；污染物降解和转化机理；水污染监测原理与手段等；

污水处理新型生物反应器技术与工艺研究。重点研究可适用于城市污水和多种工业废水处理的高效生物反应器的构建、反应机理、处理性能及工业化应用等。

土水污染控制与资源化技术实验室湿地技术

水污染的生物控制——人工湿地技术。重点研究高效微生物种群的筛选、超积累植物的选择与应用技术；湿地生态系统的净化机理，人工湿地生态系统构建与应用技术等；

土水污染控制与资源化技术实验室土壤污染修复

（1）土壤－植物系统中典型污染物的环境效应、迁移转化机制及污染预警。重点研究土壤重金属、表面活性剂、化学肥料等在土壤－植物系统中的迁移、转化规律，典型污染物在分子生物学和生物化学水平上的生物学效应及其生物标志物的筛选等；

（2）多种污染物复合污染对生态系统的影响及污染控制。重点研究酸沉降与重金属复合污染、表面活性剂与重金属复合污染等的环境效应、演变规律及其污染控制机理，典型流域与区域的农业面源污染物的削减与消纳减排技术等；

（3）污染土壤的修复技术。重点研究典型工矿区土壤重金属污染状况、环境风险，适合于各类工矿区污染土壤的高效及环境友好型生物、化学修复技术。

土水污染控制与资源化技术实验室清洁生产

（1）表面处理及有关重污染行业的清洁生产技术。重点研究3R型电镀及电子化学品的设计、配方，化学品再生，重金属无损分离与在线回收，3R一体化设备集成技术等；

（2）环境友好型化学品及关键中间体的设计与应用。重点研究氰化物、铅、镉、铊等高毒害化学品的替代品的构建，环境友好型精细化学品或关键中间体的分子设计、配方设计，新型环境友好型化学品的应用功能及环境影响评价等。

土水污染控制与资源化技术实验室清洁能源技术

重点研究农、林业废弃物资源化及能源化技术，包括生物柴油技术、颗粒化生物质燃料技术等，发展具有自主知识产权的生物能源技术体系。