论文摘要
冰浆是一种含有大量微小冰晶粒子的固液两相混合溶液,它具有很好的流动性和巨大的相变潜能。作为一种优质冷媒,冰浆在暖通空调和冷冻冷藏等领域有着巨大的应用空间。如今有多种方法可以用来制作冰浆,其中过冷法有着系统简单、初投资低的优点,在工业领域有很好的实用价值。本文所采用的装置即为过冷水冰浆连续制取系统,在前期的实验中,前人已利用此系统制作出均匀而细致的冰浆。过冷却器是本系统的核心部件,过冷水在其中被降温从而在出口处通过撞击生成冰晶。对过冷却器的研究是本文的重点,本文采用FLUENT模拟了水在过冷却器内的流动换热,分别采用了定热流密度和定壁温的模型。通过和实验结果的对比,得出定壁温模型较符合实际。在冰浆制作过程中,有很多因素会引起冰堵,其中很重要的一条就是过冷却器的内表面状况。为了抑制冰堵,有必要对此进行改进。在此介绍了一种新型的氟碳纳米材料用作涂层改进内表面状况。这种氟碳纳米涂层可以降低壁面的表面自由能,而根据之前的研究可知表面自由能的降低可有效抑制冰晶的生长,且此涂层具有很强的憎水性可阻止冰晶在过冷却器表面附着。在使用氟碳纳米涂层后,过冷却器内冰堵发生的可能性将被显著降低,更为重要的是,过冷水可以获得更深的过冷度。