吸收式制冷系统以其环保、高效、结构简单等优点被人们广泛地关注。蒸气吸收式制冷系统中最关键的组件是吸收器,它的性能对整个制冷系统的性能和成本有重大影响,因此提高吸收器的吸收性能已经刻不容缓。在吸收系统中,降膜吸收是最常见的热质传递形式之一。为了便于进行数值研究,小雷诺数下的降膜流动状态通常被假设为光滑层流状态。但即使在小雷诺数下,竖直向下流动的溶液表面也会产生一些微小波动,而表面波对吸收过程有很大的影响,因此深入研究表面波的演化以及强化吸收过程的机理,已经成为十分重要的研究课题,对于提升吸收式制冷系统的性能有重大意义。通过对溴化锂-水溶液降膜吸收的传质和传热特性的分析,考虑了溴化锂水溶液物性的变化,使用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件,建立了光滑层流状态的降膜吸收的物理数学模型。计算了液膜内部温度和浓度的分布、界面处传质传热通量、传质传热速率和液相传质传热系数。根据计算结果分析了溶液的喷淋密度以及溶液入口温度和浓度对吸收过程的影响。结果表明,平均传质传热系数随着喷淋密度的增加而增加;平均传质传热通量随喷淋密度的增大而先增后减;与降低溶液入口温度相比,增加溶液的入口浓度能够较大程度地提高吸收性能。提高吸收器的传热传质性能是提高整个制冷机组性能的最有效手段之一。添加纳米颗粒可以有效地提高吸收器热质传递的性能。基于光滑层流状态的降膜吸收模型,向溴化锂水溶液中添加了氧化铜纳米颗粒。研究了氧化铜纳米颗粒的体积分数对传质系数、传质速率和界面传质通量等参数的影响。结果表明,添加纳米颗粒对吸收性能有所提升,并且当溶液入口浓度较低时,纳米颗粒的作用稍明显。考虑了传质传热对流动的影响以及溴化锂水溶液的物性变化,建立了波动层流状态下的降膜流动、传质和传热之间强耦合的模型。研究了自然流动状态下的溶液表面波、溶液内的速度场、温度场、浓度场、界面传质通量以及传质系数的变化。分析了在自然流动状态下表面波对传质提升的机理。结果表明,溶液以较低雷诺数沿壁面向下流动时,经过一番波动后以液膜的形式铺在壁面上。虽然溶液最终会铺在壁面上,但此过程也强化了传质。强化传质的机理可解释为由于表面波引起的浓度梯度的变化和膜厚变化以及溶液内速度场的变化。通过添加不同频率的扰动,研究了强制流动状态下的降膜吸收过程。深入分析了不同扰动频率对表面波的影响以及不同波形对吸收过程的影响。结果表明,在入口处添加不同频率的扰动能够增强传质。较低的扰动频率使得溶液表面出现孤波和毛细波,随着扰动频率的增加,毛细波逐渐减少,直至全部消失,形成准正弦波。三种表面波在不同程度上均强化了吸收。强化吸收过程的主要原因是溶液的表面波引起的界面浓度梯度的变化和传质面积的增大,以及流体运动和组分扩散引起的质量传递。