新型石蜡微乳液冰浆制备与性能试验研究

为了探寻性能稳定、可重复进行冰浆制备的微乳液,本文以液体石蜡为油相,复配脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)与油酸钠为表面活性剂,己醇为助表面活性剂制备微乳液,并对所制备的微乳液进行稳定性测试及冰浆制作。结果表明:AEO-9/油酸钠质量比为7∶3,剂油质量比为2∶3时制备的微乳液为W/O型微乳液,本文测得该乳液平均粒径为64.93 nm,并获得了拟三元相图;电导和温度试验表明水含量小于36.9%时可制备澄清透明的W/O型微乳液,微乳液在0.2～30℃之间可保持稳定不分层;离心和贮藏试验表明该微乳液稳定性良好,在-3～30℃之间的300次冷热循环试验后微乳液仍保持稳定,可在蓄冷过程中重复使用;该微乳液体系冰浆结晶点为-0.8℃,过冷度仅为0.2℃,克服了传统冰浆制取过程中过冷度大和结晶点低的缺陷,制备的冰浆未粘附壁面,冰浆流动性良好。     

基于模块化过冷解除的冰浆制取系统实验研究

过冷水法动态冰浆制取技术具有传热效率高、系统简单等优点,但过冷却器易发生冰堵是影响其稳定性的突出问题。本文提出一种基于模块化过冷解除装置的动态制冰系统,利用设置在过冷却器内的可灵活拆装式螺旋叶片对制冰溶液进行过冷解除,同时刮削换热壁面上粘附的冰晶。测试了不同工况下该制冰系统的性能,结果表明该制冰系统可稳定产出冰浆并有效改善冰堵问题,最高含冰率达9. 1%,最大持续制冰时间可达521 s。冰浆含冰率与持续制冰时间成正比。Na Cl添加剂质量分数为6%时对冰浆含冰率和持续制冰时间的改善效果显著。实验获得制冰系统最佳运行参数:制冰溶液体积流量为0. 50 m3/h、二次冷媒起始温度为-15℃、螺旋叶片转速为175～225 r/min。     

预冷冷库内冰浆式湿冷蒸发器的性能实验研究

对果蔬预冷应用场合,本文提出一种冰浆式湿冷蒸发器,并将其应用于小型模拟冷库。采用娃娃菜为被冷却对象,以库内温度和相对湿度为指标,改变填料类型（金属、塑料、纸质填料）和载冷介质（冰浆、冷水）,在冷库空载条件下进行负载预冷实验。结果表明：金属、纸质填料的换热能力较塑料填料好;与冷水相比,以冰浆为载冷介质,预冷时间缩短了1/6并保持更低的库内温度,库内相对湿度稳定后均能保持在90%以上;预冷后样品失重率较冷水的小0.19%;冰浆式湿冷蒸发器可在冷库中稳定运行,且较冷水为载冷介质的湿冷蒸发器,可更高效地实现预冷过程的低温（3~6 ℃）高湿（>90%RH）环境,适用于果蔬预冷和保鲜。     

真空法动态制冰的非等温结晶动力学

以氯化钠水溶液为制冰溶液,采用真空法制备得到冰浆。从理论上论证非等温结晶动力学模型Jeziorny法和Mo法用于描述冰浆结晶行为的可行性。通过实验测定不同结晶时间下的冰浆含冰率,并建立了冰浆生成过程的非等温动力学方程。研究结果表明：Jeziorny法和Mo法可很好地描述冰浆的非等温结晶过程;Jeziorny模型指数n的值在0.473~0.525间,表明不同实验条件下的结晶机理基本一致,冰晶呈片状增厚生长;Jeziorny模型中的结晶动力学参数K_c、t_0.25和Mo模型中的冷却速率函数F（T）的变化规律均表明高冷却速率可促进冰浆的形成,同时氯化钠的添加会在一定程度上抑制冰晶生长。     

竖直管道内冰浆流体流动特性的数值模拟

为研究竖直管道内冰浆流体流动特性,采用基于颗粒动力学理论的两相流双流体模型,通过CFD模拟研究了竖直管道内冰浆流体的等温流动过程。结果表明,在竖直管道内冰浆湍流输送过程中,流速沿管道中心轴线处近似呈对称分布。当冰浆流速较低时,管道截面处冰粒子的速度分布梯度较小,浓度分布趋于均匀,而随着冰浆流速升高,冰粒子的流场及浓度场均呈现出一定的梯级分布:管道近壁面处冰粒子浓度较低,而管道中心处冰粒子浓度较高,并在略偏于管道中心轴线位置处冰粒子浓度达到峰值。竖直管道内冰浆流体的流向变化对速度分布影响较弱,但对冰粒子浓度分布会产生一定影响,进而使得冰浆流体的管道压降在不同流向时存在着一定差异。     

固相颗粒粒径对浆体流变特性影响的实验研究

为研究固相颗粒粒径大小对冰浆类固液两相流流变特性的影响,本文选用三种平均粒径分别为0.31、0.43和0.51 mm的聚乙烯颗粒(密度约为0.922 g/cm3)作为固相,改变混合浆体的流速及固相质量分数,测量浆体在水平圆管内流动的压降值,根据剪切应力与剪切速率的关系,确定了分段拟合流变方程的方法,分析了固相颗粒粒径大...     

纳米TiO2流体表面改性及对真空闪蒸制冰的影响

利用电镜扫描法、紫外分光光度法及烘干称重法对纳米TiO₂流体的分散稳定性进行了综合评价,研究了表面活性剂种类及浓度对其分散稳定性的影响。将纳米TiO₂流体引入真空闪蒸制取冰浆系统,研究了纳米TiO₂浓度、表面活性剂浓度及对吸附作用下纳米TiO₂流体真空闪蒸制冰的影响。结果表明,表面活性剂类型对纳米TiO₂流体分散稳定性的影响很大,复合型的分散稳定性最佳,其次是阴离子型;纳米粒子及表面活性剂可以增强真空下纳米TiO₂流体的成核效果,增大含冰率,降低过冷度;表面活性剂浓度是影响真空闪蒸制冰系统压力及闪蒸率的重要因素,系统压力及闪蒸率均随着表面活性剂浓度的增大而增大;另外,确定了在吸附作用下真空闪蒸制冰系统中使用纳米TiO₂流体的最佳条件。在最佳条件下,含冰率为18.35%,过冷度为0.51℃,热导率为0.920W/(m·K),对比蒸馏水有较大改善。吸附作用下真空闪蒸制冰可行性较高,制取冰浆效果优良。     

冰浆中冰晶与携流体的传热研究

区域供冷在我国用电结构优化中将扮演重要角色 ,冰浆以其特有的性能优势必将日益受到人们的重视。冰晶与携流体的传热是冰浆中传热现象研究的重要基础 ,在一定的简化假设基础上建立了静止环境中传热传质的计算方法 ,为进一步研究冰浆的传热现象做了必要准备。     

二元冰浆流体中冰晶生成特性研究

阐述了冰浆在低温乙二醇液体管路壁面上生成过程中的数学模型,并利用该模型模拟了冰浆生成过程中的冰层和冰层之外的中间层(简称糊状层)的厚度,得到了冰浆在形成过程中的时间曲线,得到了低温乙二醇流体对冰层与糊状层的影响,并进行了模拟分析。     

冰浆在蓄冰池中的贮存与融化研究进展

总结分析现有的蓄冰池中冰浆贮存及融化在机理、数学模型、实验方面的研究成果,在此基础上,实验研究了入口冰浆流量、冰浆固相含量、初始液面高度和进水管布置等参数对贮存和融化特性的影响。实验发现使用高浓度的二元溶液、高含量冰浆固相以及增大进口流量都可以使冰浆贮存更均匀;增大融冰溶液的流量、增加扰动以及均匀喷撒溶液是避免沟道效应从而实现快速、均匀融冰有效手段。