真空法制取冰漿.pdf

1、冰漿又名二元冰，是粒子很小的冰和水的混合物，冰晶粒子的直徑一般不超過(guò)1毫米，它具有蓄能密度高、運(yùn)送方便、吸收熱量快、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等特點(diǎn)。目前已被廣泛應(yīng)用于生活和大型集中式制冷、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)等行業(yè)，冰漿具有很大的低溫顯熱和相變潛熱，越來(lái)越成為各國(guó)科研人員研究的一個(gè)重要課題，在日本以及一些歐美國(guó)家，對(duì)于冰漿的研究已經(jīng)進(jìn)入到工業(yè)大批量生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用的階段，我國(guó)對(duì)于冰漿的某些方面的研究還停留在理論研究的階段。
　　 制取冰漿的方法

2、有很多種，譬如刮削法、過(guò)冷水法、直接接觸法、真空法。其中真空法是一種行之有效的方法，它是利用水的沸點(diǎn)和壓力是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系即當(dāng)壓力升高時(shí)沸點(diǎn)升高，當(dāng)壓力降低時(shí)沸點(diǎn)降低的原理，通過(guò)微細(xì)噴嘴將來(lái)流的水霧化成細(xì)小的水滴，降低水滴所在環(huán)境的壓力，水滴的沸點(diǎn)降低，這樣一部分的水蒸發(fā)，吸收剩余水的熱量，余下的水大部分會(huì)凝結(jié)成冰。真空法制取冰漿的運(yùn)行過(guò)程中需要的設(shè)備比較簡(jiǎn)單，主要有水泵、保持真空壓力的真空泵、水在其中蒸發(fā)凝結(jié)的真空罐體以及其他的輔助設(shè)

3、備。真空制取冰漿的方法控制方便、制冰效率高、對(duì)各種部件的設(shè)計(jì)加工要求精度不高。在工作運(yùn)行時(shí)保證真空度是尤為關(guān)鍵的要素。
　　 本文通過(guò)簡(jiǎn)單介紹真空法制取冰漿的原理，利用擴(kuò)散傳質(zhì)傳熱原理建立理論模型，對(duì)真空室內(nèi)下落液滴的質(zhì)量、速度、溫度、下落距離建立微分方程，選定不同的初始條件，模擬計(jì)算求解，通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的比較、分析，得出在真空環(huán)境下，水滴的結(jié)冰過(guò)程與水滴初始直徑和真空壓力有關(guān)，初始直徑和真空壓力越小，水結(jié)冰所需時(shí)間越短，為實(shí)驗(yàn)

4、的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)的控制提供了理論依據(jù)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用噴射直徑較小的噴嘴，同時(shí)真空室應(yīng)該保持在壓力很小的環(huán)境下。
　　 本文通過(guò)分析總結(jié)，構(gòu)建真空法制取冰漿實(shí)驗(yàn)的總體布局，搭建可以方便控制的供水系統(tǒng)，根據(jù)抗壓條件和各種裝置的合理安裝等因素設(shè)計(jì)真空罐，根據(jù)理想化計(jì)算的水蒸氣量設(shè)計(jì)用于冷凝水蒸氣的捕水器，選擇合適的測(cè)量真空壓力的真空計(jì)以及用于保證真空度的真空泵，選擇合適的用來(lái)霧化水滴的微細(xì)噴嘴、測(cè)量和監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度變化的熱電偶，建

5、立可視化的真空法制取冰漿的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，觀察實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)真空制取冰漿的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一定體積的水在相同的條件下，完全結(jié)為冰所需要的時(shí)間與水的初溫?zé)o關(guān)，這是因?yàn)樗娘@熱與氣化潛熱相比很小。當(dāng)供水壓力不同，其他條件一致的情況下，在相同的時(shí)間內(nèi)，冰漿的含冰率與供水壓力成反比，供水壓力越小，冰漿的含冰率越高。當(dāng)初始真空壓力改變，其他條件一致的情況下，在相同的時(shí)間內(nèi)，冰漿的含冰率與初始真空壓力成反比，初始真空壓力越小