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。NaCl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 m^3/h、二次冷媒起始温度为-15℃、螺旋叶片转速为175~225 r/min。     

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。     

管外降膜湿润能力的实验研究

在不同进液流量、进液高度、进液孔径、管径和倾斜角下,用图像法测量了光滑圆管外壁液膜湿润长度,研究了各参数对液膜湿润能力的影响. 结果表明,随进液流量增大,液膜湿润能力先增大后稳定在一个固定值. 研究进液高度对湿润能力的影响时需考虑液膜的流型,流型为柱状流时,液膜进液高度对液膜湿润能力的影响较小;流型为柱状?片状流时,随进液高度增大,液膜湿润能力先减小后不变;流型为片状流时,液膜湿润能力达到饱和. 研究进液孔径对湿润能力的影响时需考虑液膜的流型,流型为柱状流时,液膜湿润能力随进液孔径增大先增大后减小,变化幅度较小;流型为柱状?片状流和片状流时,液膜湿润能力随进液孔径增大而减小. 一定流量下,管径越大,液膜湿润表面积越大,湿润能力越差. 受倾斜角度的影响,液膜湿润长度不再沿进液柱对称分布,湿润能力出现下强上弱的分布规律.