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基于吸附原理的固体转轮除湿空调系统可用低品位的热源如太阳能、工业废热等来进行驱动。转轮除湿机的除湿材料需要较高温度的热源再生,因此吸附除湿材料的热湿耦合传递过程直接影响了固体转轮除湿空调系统除湿性能及再生能耗。针对这种情况,对硅胶以及新型吸附材料除湿转轮热湿耦合传递动态过程性能进行研究。在分析了气侧阻力模型(GSR)及气固侧阻力模型(GSSR)除湿转轮传热传质数学模型的基础上,建立了气固侧多孔介质模型。该模型基于气固模型的基础上考虑了气侧空气和固侧水蒸气的动量方程以及固侧液态水的渗流。通过扫描电镜、差示扫描量热仪、导热系数仪等仪器测试分析了除湿转轮用硅胶吸附材料的导热系数、通道尺寸、比热容、孔隙率、密度等参数。应用气固侧多孔介质数学模型建立硅胶除湿转轮传热传质数学模型。应用COMSOL Multiphysics多物理场耦合模拟软件研究硅胶吸附转轮除湿及再生性能。研究结果表明:随着时间的增加,除湿侧出口空气温度不断降低,除湿侧出口空气含湿量先降低后增加;随着时间的增加,再生侧出口空气温度不断升高,出口空气浓度先增加后降低。将除湿转轮在不同再生温度条件下的数值拟结果与硅胶除湿转轮实验进行验证,除湿侧空气出口温度及出口含湿量具有较好一致性。通过MgCl2溶液对硅胶吸附材料进行改性,并应用CaCl2溶液进行二次强化,得到新型吸附材料,用COMSOL Multiphysics模拟软件进行数值模拟分别从孔隙率、处理空气风速理空、处理空气含湿量、再生空气温度、再生空气风速,对材料进行除湿转轮数值模拟研究。研究结果表明:(1)当孔隙率为0.4时,新型吸附材料的除显性能最好,除湿能效比为0.74。(2)除湿侧进口风速较大时,除湿效率明显增加,除湿量与除湿性能系数一直在降低,低风速除湿节能效果较佳,这与传统硅胶相比增加进口风速除湿量增幅为1.91倍,除湿率的降低减少了0.06%。(3)再生侧进口风速增加时,解析理不断增加,当风速大于0.35m/s时,解析率降低,但总体是增大的,所以再生侧在提高再生温度的同时提高风速有利于脱附再生。(4)除湿侧进口含湿量增加时,除湿量与除湿性能系数明显增加,除湿率先增后减,但除湿率的波动值较小,所以提高进口含湿量有利于除湿,与传统硅胶相比增加进口含湿量除湿量增加了 0.7g/s。(5)当再生温度从60℃增加至100℃时,除湿量增加了 0.4g/s,除湿率增加了0.09%。相比传统的硅胶吸附材料,新型吸附材料在低的再生温度条件下具有较大的除湿量,有利于可再生能源的利用。