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过冷法动态冰浆制取的分析及实验

作　者: 吴锐
导　师: 何国庚
学　校: 华中科技大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 冰浆过冷水动态冰晶制取
分类号: TB611
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 184次
引　用: 4次
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内容摘要

冰浆是含有微小冰晶粒子的固液两相溶液,其具有较好的流动性和巨大的相变潜热,可作为一种优良的蓄冷或载冷介质,适用于大规模和高密度的冷量储存和输送,冰浆技术可以极大的促进直接接触冷却和间接冷却方式的应用和推广。目前冰浆的制取方式是冰浆研究的关键课题之一,现有商用的制取装置结构复杂,故障频繁并且价格昂贵,大大地限制了冰浆的应用,因此研发节能高效和性能稳定的制取方式及装置是十分必要和紧迫的。本文对各种制取方式给予了阐释,进行了性能比较,并指出过冷法连续制冰方式具备高效节能和结构简单的优点,是将来主要的研究方向之一。文章分析了静水中冰晶生成的基础原理,对过冷水中的成核过程分均质成核和异质成核进行了阐述和计算。一般情况下,水在管内会发生结冰极并极可能产生冰堵,会造成系统运行的不稳定,本文对过冷水在管内结冰的影响因素进行了分析,并结合实验装置进行了相关实验,指出对冷却壁面的温度和表面状况进行控制是防止结冰的关键影响因素。根据上述原理,对过冷却器壁面采用醇酸清漆(高分子材料)进行涂层的处理,提高了壁面光洁度和疏水性,减小发生管内结冰的可能性。基于过冷法原理,本文给出了一套结构简单和切实可行的动态冰浆制取装置。采用纯净水和自来水为制冰介质,乙二醇溶液为二次冷媒,在不同实验条件下进行过冷水冰浆生成实验,结果表明可以获得均匀的冰浆产品,该装置能够达到动态和连续制冰的目的。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 冰浆技术概述  8-11
  1.2 国内外冰浆技术研究现状  11-13
  1.3 冰浆技术应用研究  13-14
  1.4 本文主要工作  14-15
2 冰浆生成与应用研究  15-27
  2.1 冰浆制取技术  15-22
  2.2 冰浆应用方式及特点  22-26
  2.3 本章小结  26-27
3 冰晶生成的理论分析  27-39
  3.1 水与冰的特性  27-29
  3.2 水的降温过程分析  29
  3.3 水过冷过程的分析  29-31
  3.4 过冷水中的成核分析  31-38
  3.5 结晶过程与传热  38
  3.6 本章小结  38-39
4 流动水在管内结冰的影响因素与实验研究  39-54
  4.1 对文献的分析研究  39-43
  4.2 对文献结果的理论解释  43-44
  4.3 管内发生结冰的临界条件的分析  44-45
  4.4 水在管内结冰的实验研究  45-54
5 实验原理与装置设计  54-62
  5.1 实验基本原理  54
  5.2 冰晶制取装置的设计原则  54-55
  5.3 过冷器的结构与设计要求  55-56
  5.4 水过冷消除方法和装置  56-58
  5.5 实验装置与系统  58-60
  5.6 实验方法及过程  60-62
6 实验结果与分析  62-66
  6.1 实验结果  62
  6.2 结果分析  62-63
  6.3 生成冰浆IPF 的测量及制冰效率的分析  63-64
  6.4 结论  64-66
7 总结与展望  66-67
  7.1 总结  66
  7.2 本文工作的完善与展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-74
附录攻读硕士研究生期间发表论文  74

过冷法动态冰浆制取的分析及实验

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