添加剂对溴化锂溶液表面张力与传递性能的复合效应及其耦合机理研究

改良溴化锂溶液的热物理特性，是改善溴化锂吸收式制冷机组效率、提高工业余热利用率的有效途径。总结前人利用添加剂来改善溴化锂溶液特性的大量文献报到，可以看到，采用单一添加剂已经成为制约溴化锂溶液综合性能进一步提高的重要因素。本项目首次提出多相添加剂对溴化锂溶液特性产生复合效应的观点。以溴化锂溶液为基液，寻找并添加可以改良溶液热力参数和传递特性的气相、液相和固相添加剂，研究多相添加剂对溶液热物理性质的复合正负效应，对溶液在饱和状态（蒸发过程和吸收过程）气液界面上表面张力和溶液传热传质特性的综合影响，为降低溶液的蒸发温度、提高制冷剂蒸气密度和强化溶液的传热传质探索理论依据；结合试验数据，从热力学、溶液动力学、纳米微粒基本理论和物理化学等理论，分析多相添加剂对溴化锂溶液的复合表面张力和传递特性的微观耦合机理，为进一步研究多相添加剂对无机溶液特性产生正效应和负效应奠定微观理论基础。

一、 项目背景.本项目利用气相、液相和固相添加剂的微观结构的相互耦合作用，来改变溴化锂溶液的表面张力和沸腾温度，以降低溶液的沸腾温度和适应溴化锂吸收式机组回收利用低品位能源而探索理论依据。.二、研究内容.（1）探索有利于降低溴化锂溶液表面张力和沸腾温度的气相、液相和固相添加剂，以及相关分散剂。.（2）利用纳米微粒的表面效应及其悬浮在溴化锂溶液中的众多核化点，以及液相表面活性剂的羟基与溶液表面水分子互相作用，来降低溶液表面张力和溴化锂溶液沸腾温度。.（3）探讨纳米溴化里溶液导致马拉戈尼对流而强化传质的研究。.（4）利用物理化学的原理、热力学多组分相平衡理论和纳米微粒的基本理论知识，探讨多相添加剂耦合作用对溶液表面张力及其传递特性的正效应和负效应。.三、重要结果.共发表学术论文26篇，国际期刊1篇，核心期刊13篇，一般刊物6篇。其中，被SCI和EI收录4篇，3人获优秀硕士学位论文；1篇获省部级科优秀科技论文奖； 获国家发明专利1项；培养研究生20名。.四、学术成果.（1）选择了氧化物纳米材料和A、B、C、D四种分散剂及其复配分散剂配制法，确定B类为耐高温实验用分散剂。复配分散剂（B和F）使纳米流体保持高稳定性。纳米溶液及其制备工艺获国家发明专利。.（2）具有亲水基和憎水基的分散剂，分子具有类似长链的结构可形成空间位阻稳定作用，既可以稳定纳米溶液的性能，又能够降低溶液的表面张力。.（3）液相表面活性剂在固相纳米颗粒表面包裹而改变了纳米颗粒的有效尺寸，当纳米微粒有效尺寸与加热器件原始表面粗糙度的比值等于或偏离1.0的值不相同时，液相和固相微粒的耦合效应在加热表面产生凹凸不平气化核心源，可改变溶液沸腾的过热度。.（4）固、液、气三相添加剂在溶液中产生复合结果，产生正效应或负效应，使引起溶液沸腾的接触角、浓度、相对粗糙度等因素发生变化，导致溴化锂锂溶液的表面张力和沸腾温度出现逆变化现象。.（5）纳米溶液传质吸收率是纯溶液的1.32倍和1.41倍。