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1毫米，它具有蓄能密度高、運送方便、吸收熱量快、對環(huán)境無污染等特點。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，越來越成為各國科研人員研究的一個重要課題，在日本以及一些歐美國家，對于冰漿的研究已經(jīng)進入到工業(yè)大批量生產(chǎn)和實際應(yīng)用的階段，我國對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，它是利用水的沸點和壓力是一一對應(yīng)的關(guān)系即當壓力升高時沸點升高，當壓力降低時沸點降低的原理，通過微細噴嘴將來流的水霧化成細小的水滴，降低水滴所在環(huán)境的壓力，水滴的沸點降低，這樣一部分的水蒸發(fā)，吸收剩余水的熱量，余下的水大部分會凝結(jié)成冰。真空法制取冰漿的運行過程中需要的設(shè)備比較簡單，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、對各種部件的設(shè)計加工要求精度不高。在工作運行時保證真空度是尤為關(guān)鍵的要素。
　　 本文通過簡單介紹真空法制取冰漿的原理，利用擴散傳質(zhì)傳熱原理建立理論模型，對真空室內(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，模擬計算求解，通過對計算結(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)冰所需時間越短，為實驗

4、的設(shè)計和實驗參數(shù)的控制提供了理論依據(jù)。在實驗時應(yīng)選用噴射直徑較小的噴嘴，同時真空室應(yīng)該保持在壓力很小的環(huán)境下。
　　 本文通過分析總結(jié)，構(gòu)建真空法制取冰漿實驗的總體布局，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)計真空罐，根據(jù)理想化計算的水蒸氣量設(shè)計用于冷凝水蒸氣的捕水器，選擇合適的測量真空壓力的真空計以及用于保證真空度的真空泵，選擇合適的用來霧化水滴的微細噴嘴、測量和監(jiān)控實驗過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驗臺，觀察實驗的進程，記錄實驗數(shù)據(jù)，對真空制取冰漿的方法進行了實驗研究。實驗結(jié)果表明，一定體積的水在相同的條件下，完全結(jié)為冰所需要的時間與水的初溫?zé)o關(guān)，這是因為水的顯熱與氣化潛熱相比很小。當供水壓力不同，其他條件一致的情況下，在相同的時間內(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。當初始真空壓力改變，其他條件一致的情況下，在相同的時間內(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