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动态冰晶制取系统的实验研究

柳飞  
【摘要】:冰浆是一种良好的蓄冷介质,具有很好的流动性和载冷特性。基于区域供冷与大温差送风的设想,采用冰浆作为载冷剂,相对传统的冰蓄冷而言更具有优势。目前,冰浆系统的应用亟待解决的问题包括:冰浆发生器的设计,冰浆流动阻力与换热特性的研究,冰浆储运特性以及冰浆空调系统的开发研究等。本文从冰浆流体的特性出发,说明了目前动态冰晶制取的主要方式,着重分析了采用过冷水或溶液制取冰晶的原理,并对过冷水的形成过程以及过冷器防冻结策略,进行了一定的分析和探讨。文中也给出了冰晶在过冷水中生长的数学模型,并模拟了冰晶在不同过冷度和湍流耗散率下的生长情况。在理论分析的基础上,本文提供了一种动态冰晶制取的方案,实验装置包括制冷系统和过冷水循环系统。水或溶液在过冷器中获得尽可能大的过冷度,过冷消除后,在蓄冰槽中形成冰晶,该方法能够达到动态制取冰晶的目的。 本文在制冷量给定的前提下,完成了制冷系统各部分的设计计算,给出了动态冰晶制取的实验装置。在自行搭建的实验台上,采用自来水、纯净水以及乙二醇溶液作为介质,实验给出了相同流速下,不同介质过冷器出口的最大过冷度与冷却速率的关系; 对同一种介质,分析了流动速度对过冷度的影响。针对蓄冰槽中冰晶生成的情况,本文最后分析了影响整个系统稳定运行的相关因素,并对实验系统进行了改进与完善。


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