The absorption characteristics of water vapor into a LiBr-H$_2$O solution flowing down on finned inclined surfaces are numerically investigated in order to study the absorbing performances of different surface shapes of finned tubes as an absorber element. A three-dimensional numerical model is developed. The momentum, energy, and diffusion equations are solved simultaneously using a finite difference method. In order to obtain the temperature and concentration distributions, the Runge-Kutta and the Successive over relaxation methods are used. The flat, circular, elliptic, and parabolic shapes of the tube surfaces are considered in order to find the optimal surface shapes for absorption. In addition, the effects of the fin intervals and Reynolds numbers are studied. The results show that the absorption mainly happens near the fin tip due to the temperature and concentration gradient, and the absorbing performance of the parabolic surface is better than those of the other surfaces.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.9
no.2
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pp.144-152
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1997
Film absorption involves simultaneous heat and mass transfer in the vapor-liquid system. In the present work, the absorption process of water vapor by an aqueous soluton of LiBr flowing inside of the vertical tube was investigated. The continuity, momentum, energy and diffusion equations for the solution film and vapor were formulated in integral forms and solved numerically. The model could predict the film thickness, the pressure gradient, and the heat and mass transfer rate. Particularly the effects of vapor flow conditions on the absorption process were investigated in terms of the vapor Reynolds number. As the vapor Reynolds number increased, the shear stress at the vapor-solution interface also increased. Consequently solution film became thinner at higher vapor flowrate under the co-currentflow condition. Thinner film was capable of higher heat transfer to the wall and leaded to higher absorption rate of the water vapor into the solution film.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.27
no.6
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pp.714-720
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2003
Due to the electric power shortage in summer season and regulation of freon refrigerant, the application of gas absorption refrigeration and hot water systems are considerably increasing trend. But, this system consists of condenser, heat exchanger, supply pipe and radiator etc. which are easily corroded by acidity and dissolved oxygen and gases. In result, this system occurs scale attachment and corrosion damage like pitting and crevice corrosion. In this study, electrochemical polarization test of heat exchanger tubing material (copper, aluminium brass, 30% cupronickel(30% Cu-Ni)) was carried out in 60% lithium bromide solution at $95^{\circ}C$. As a result of polarization test, corrosion behavior by impressed potential and local corrosion. such as galvanic corrosion, pitting corrosion behavior, of tubing materials was investigated. The main results obtained are as follows: (1) The effect of pitting and crevice corrosion control of 30% cupronickel in 60% LiBr solution at $95^{\circ}C$ is very excellent. (2) Dissimilar metal corrosion of 30% cupronickel coupling to aluminium bronze is the most sensitive. (3) Current density behavior of tube materials by impressed potential is high in order of copper > aluminium brass > 30% cupronickel.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.24
no.8
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pp.1085-1096
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2000
An experimental study was performed to examine the heat and mass transfer characteristics of $LiBr-H_2O$ solution flowing over a single horizontal tube with the water vapor absorption. Effects of the flow rate and the temperature of the solution at the top of the tube, the absorber pressure and the drainage pattern were considered. The absorption rate depends highly on the absorber pressure at the low flow rate condition while on the solution inlet temperature at the high flow rate condition. Also, when the flow rate is low, the absorption performance with the sheet flow drainage appeared to be higher than that with the dripping/jet drainage. However, at the high flow rate condition, the case became reversed. The liquid film became wavy with the higher absorption rate. The waves were more probable to form with the lower flow rate and temperature of the solution, and with the higher absorber pressure.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.10
no.5
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pp.581-588
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1998
An experimental study of the absorption process of water vapor into Lithium Bromide solution was performed. For the purpose of development of high performance absorption chiller-heater utilizing Lithium Bromide solution as working fluid, the absorber is the most effective to improve the performance of an absorber because it requires the largest heat transfer area in an absorption chiller-heater system. This paper introduces bare tube and floral tube for the absorber of absorption chiller-heaters. floral tube has higher heat and mass transfer performance than bare tube conventionally used in absorbers and the it is expected to perform high heat and mass transfer. This paper will provide important information on the selection of absorber tubes in commercial absorption chiller -heaters.
For cooling of double effect absorption heat pump system of solar heating source, analysis of thermodynamic design data has been done to find the property of Libr-water + ethylene Glycol mixture for working fluid by computer simulation. Derived thermodynamic design data, enthalpy based coefficient of performance and flow ratio for possible combinations of operating temperature for water - LiBr and Ethylene Glycol mixture ($H_2O$ : CHO ratio 10:1 by mole) by computer simulation are done. The obtained results, COP and mass flow ratio of the water - lithium bromide - ethylene glycol system, are compared with data for the water-Libr pair solution.
Analysis of thermodynamic design data of double effect solar absorption heat pump system for heating has been done to find the property of Libr-water + ethylene Glycol mixture for working fluid by computer simulation. Derived thermodynamic design data. enthalpy based coefficient of performance and flow ratio for possible combinations of operating temperature for water - LiBr and Ethylene Glycol mixture (H2O: CHO ratio 10:1 by mole) by computer simulation. The obtained results, COP and mass flow ratio of the water-lithium bromide-ethylene glycol system, are compared with data for the water-Libr pair solution.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.5
no.1
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pp.1-9
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1993
Mass transfer coefficients were measured for water vapor absorption into a LiBr-Water solution of 60wt% flowing down an absorber of vertical tube type. The absorber is copper tube of 25mm inner diameter and 1000mm length. The film Reynolds number were varied in the range of 35~130. The solution is fed from the top of the pipe, and the conditions of solution are supercooled liquid and superheated liquid. As results, the flowrates of LiBr solution which takes peak value of average absorption mass flux exist. Mass transfer coefficients decrease with increasing the flowrate of LiBr solution, and the decrease rate in the case of supercooled liquid is large as compared with that in the case of superheated liquid. But the absorption rate of supercooled liquid is decidedly superior to that of superheated liquid.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.6
no.4
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pp.453-462
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1994
An unsteady quasi one-dimensional model of momentum, heat and mass transfer in a falling film of a vertical plate absorber which is cooled by air was developed using the integral method. Energy conservation of the absorber wall is considered in the model. The model can predict absorption rate, film thickness and mean velocity as well as concentration and temperature profiles. Predictions of steady state temperature and concentration profiles for LiBr/water system for constant wall temperature condition are in good agreement with the two-dimensional finite difference method solutions. Effects of operating conditions, such as convective heat transfer coefficient between the cooling air and the absorber wall, cooling air temperature and film thickness at inlet, on absorption rate of water vapor into LiBr/water solution were shown.
International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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v.9
no.2
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pp.19-27
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2001
In the present study, the effects of film Reynolds number (60∼200) and volumetric content of non-absorbable gases (0∼10%) in water vapor on the absorption process of aqueous LiBr solution were investigated experimentally. The formation of solution film on the horizontal tubes of six rows was observed to be complete for Re>100. Transition film Reynolds number was found to exist above which the Nusselt number and Schmidt number diminishes with solution flow rate. As the concentration of non-absorbable gases increased, mass transfer rate decreased more seriously than heat transfer rate did. the degradation effects of non-absorbable gases seemed to be significant especially when small amount of non-absorbable gases was introduced to the pure water vapor.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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