转轮除湿空调是空气调节领域的重要应用,除湿转轮的性能直接影响除湿效率和节能指标。为了研究转轮在除湿和再生阶段的吸附和脱附性能,本文以硅胶转轮的单个通道单元为对象进行研究。针对吸附和脱附过程的传热传质耦合现象,在轴向上建立一维模型,利用python语言进行有限差分法(FDM)的求解;建立能够同时描述轴向和周向的三维模型,采用Fluent的用户自定义标量方程(UDS)进行有限体积法(FVM)的离散求解。采用扫描电镜和氮吸附法对转轮吸附剂材料的微观结构和吸附特性进行了测试,所测得的孔径、孔隙、比表面积、吸附等温线用于校验数学模型的输入参数。搭建转轮除湿系统的试验平台,在不同的试验工况下对影响转轮除湿系统性能的主要因素进行定性分析。通过以上研究,获得如下结论:(1)三维模型的精度较高,能够求得径向和周向呈梯度分布的温度场和湿度场,但计算量大;一维模型虽然精度不如三维模型,但和参考文献的实验结果相比,其误差小于10%。仿真结果表明除湿出口的含湿量以及两侧的压力降随转轮厚度的增大、风速增加、供应再生比增加而增加。(2)扫描电镜(SEM)的形貌测试结果表明材料的孔径远小于200nm;氮吸附孔径分析结果表明平均孔径为2.2952nm、孔体积为0.3424ml/g、比表面积为595.84 m2/g;静态容量法测定的水蒸汽等温曲线表明30℃时存在毛细凝聚现象,但可以作为除湿温度,120℃因为吸附能力很低可以作为脱附温度。30℃的等温吸附拟合曲线和参考文献的等温吸附曲线吻合度较高。(3)除湿系统实验平台的测试结果表明,除湿性能系数DCOP随再生温度的升高、转速的增大、供应再生比的增大、风速的增大而增大,与数值模拟结果趋势一致。