Aspects of Sorption Processes in Thermosiphon and in Falling Film Arrangements

Popular Abstract in Swedish Huvudsyftet med studien har varit att ta fram matematiska samband for dimensionering av processutrustning – dimensionering ar ett klassiskt ingenjorsproblem. Korrekt dimensionering ar viktig for att utrustningen skall fungera tillfredsstallande och dessutom inte resultera i onodiga investerings- och driftskostnader. Den matematiska modell (en uppsattning ekvationer) som man vid dimensionering praktiskt kan hantera ar ofta sa starkt forenklad – darfor att verkligheten ar sa komplicerad – att nodvandig information forlorats. Ekvationsuppsattningen blir darmed ofullstandig och later sig inte losas. Endast om "ny" information anvands for att tacka den tidigare informationsforlusten kan ekvationerna losas. Den nya informationen maste inhamtas experimentellt, och sedan stopas i lamplig matematisk form for att bli anvandbar. Den processutrustning som behandlas i foreliggande avhandling ar "termosifonen" och "den fallande filmen"; bada ar tillampbara inom omradet absorptionsvarmepumpar. Termosifonen utgors i princip av ett vertikalt ror i vilket en vatska strommar uppat. Vatskan bringas till kokning genom tillforsel av varme via rorvaggen. Vid dimensionering av en termosifon vill man veta t ex hur mycket som kommer att stromma i roret och hur mycket varme som kan tillforas. Vid kokningen bildas anga vilket resulterar i en mycket komplex situation: stromningen paverkar varmeoverforingen och mangden overford varme paverkar i sin tur stromningsbilden. I den i avhandlingen anvanda matematiska modellen behovs "ny" information om hastighetsskillnaden mellan angan och vatskan, friktionen mot samt varmeoverforingsegenskaperna vid vaggen. Dessa tre storheter har studerats experimentellt, och resultatet har satts i en matematisk form for att sedan anvandas vid losningen av ekvationerna. En fallande film bildas nar en vatska rinner utmed en vagg; i avhandlingen har endast vertikala vaggar beaktats. Varme kan till- eller bortforas via vaggen. Vid filmens fria yta kan anga bildas eller kondenseras. I absorptionsvarmepumpar ar bade varme- och massoverforingshastigheter viktiga vid dimensionering. I avhandlingen har en annorlunda modell for icke-laminar stromning behandlats. Vid framtagandet av modellen har teoretisk analys kombinerats med experimentell information (som erhallits fran annat hall). Resultatet av doktorsarbetet ar i princip ett antal datorprogram med vilka man kan simulera termosifoner och fallande filmer i vilka samtidig varme- och massoverforing sker. (Less)