science >> Wetenschap >  >> Chemie

Warmterecycling verbeteren met het thermodiffusie-effect

Krediet:CC0 Publiek Domein

Absorptiewarmtetransformatoren kunnen de afvalwarmte die in verschillende industrieën wordt gegenereerd, effectief hergebruiken. Bij deze apparaten gespecialiseerde vloeistoffen vormen dunne films terwijl ze door de zwaartekracht naar beneden stromen. Deze vloeibare films kunnen damp absorberen, en de warmte wordt vervolgens onttrokken door een koelmiddel, zodat het in toekomstige processen kan worden gebruikt. Tot dusver, echter, er is weinig onderzoek gedaan naar hoe de prestaties van deze films worden beïnvloed door het thermodiffusie-effect - een gedrag dat wordt waargenomen in mengsels, waarbij verschillende soorten mengsels verschillend reageren op dezelfde temperatuurgradiënt. In een recentelijk gepubliceerd onderzoek in EPJ E, onderzoekers van de Fluid Mechanics-groep aan de Mondragon University en Tecnalia in Spanje, geleid door M. M. Bou-Ali aan de Mondragon University, hebben hun expertise in transportfenomenen en absorptietechnologie gebundeld. Samen, ze onderzochten voor het eerst de invloed van de thermodiffusie-eigenschap op de absorptie, temperatuur- en concentratieprofielen van vallende films.

Nu de industriële sector momenteel enorme hoeveelheden restwarmte produceert, de studie maakt deel uit van een groeiende inspanning om de efficiëntie te verhogen door ongebruikte warmte te recyclen. De onderzoekers ontdekten dat wanneer de massaoverdracht van verschillende mengselcomponenten varieert als gevolg van het thermodiffusie-effect, zoals te zien is in een vloeistof met een negatieve thermodiffusiecoëfficiënt (water-lithiumbromide), de absorptie van omringende dampen kan worden verhoogd. Ze ontdekten ook dat de absorptie in de films aanzienlijk verandert als ze naar beneden stromen, door sterk wisselende temperaturen en concentraties. Het team kwam tot hun conclusies door een verscheidenheid aan thermodiffusie-effectvergelijkingen op te nemen in numerieke modellen, en vervolgens het berekenen van de resulterende mate van dampabsorptie in de films.

Aangezien een derde van ons totale energieverbruik momenteel in industriële processen zit, warmtewisselaars worden steeds belangrijker om hun efficiëntie te verhogen door grote hoeveelheden warmte te recyclen. Het werk, daarom, biedt waardevolle nieuwe inzichten in hoe de prestaties van valfilmabsorbers in de toekomst kunnen worden verbeterd.