海水制冰机制冰过程传热特性研究

论文摘要

为了更好的满足当下渔产品保鲜要求我们研制了可以连续均匀的制作出块状海水冰的海水制冰机,让渔民们可在海上作业时边捕鱼、边制冰、边冷冻,使海鱼的保鲜能力大大提高。海水的热物性和淡水不同,海水的比热容和结冰点以及海冰的比热容,海水、海冰的热传导都会随温度和盐度的变化而改变,结冰过程非常复杂。所以目前国内外研究海水制冰的并不多,我们研制的立式螺旋冰筒海水制冰机,可以连续均匀的制作出块状海水冰,而且出冰量大冰块硬度足够,这在国内外处于领先水平。鉴于海水制冰过程的复杂性,本文针对海水制冰机制冰过程中海水的传质传热进行研究,结合运用我们研制开发的海水制冰机进行试验调试,对海水制冰过程进行试验,对传热特性进行研究。在研究过程中,借助UG、CATIA等三维软件建立制冰螺杆结构模型,得到海水运行轨迹模型,导入GAMBIT中进行边界条件设置和网格划分,本文应用FLUENT的相变模拟海水结冰过程,通过FLUENT的两相模型,可以比较准确的模拟出单根螺旋管中海水结冰的相变运行情况,并且通过简化模型得出海水结冰过程中制冰筒表面海水的温度分布状况以及变化规律,结合制冷剂管段的模拟仿真,可以更好的了解制冰筒内的工作状况。通过对制冰筒制冰过程的仿真模拟,可以研究各种工况海水制冰机制冰性能的影响,同时为优化开发设计海水制冰机提供理论依据。优化制冰筒的结构方式和调整好各种制冰工况可以大大提高海水制冰机的制冰性能,提高出冰效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 制冰技术的发展历程
• 1.2 课题研究背景
• 1.3 海水制冰机的研究现状
• 1.4 冰的形成特性过程
• 1.5 本课题的研究内容
• 第二章 海水制冰系统
• 2.1 制冷系统
• 2.1.1 压缩机组
• 2.1.2 热力膨胀阀
• 2.1.3 储液换热器
• 2.1.4 制冰筒
• 2.1.5 数据采集器
• 2.1.6 制冷系统其他部件
• 2.2 本章小结
• 第三章 海水制冰过程分析
• 3.1 海水的主要热性质
• 3.1.1 海水比热容
• 3.1.2 海水的冰点
• 3.1.3 海冰比热容
• 3.1.4 海冰凝固潜热
• 3.1.5 导热系数和动力粘度
• 3.2 海水降温过程中的冷负荷
• 3.3 海水运行路径
• 3.4 海水结冰过程
• 3.5 本章小结
• 第四章 海水制冰仿真
• 4.1 系统仿真
• 4.2 海水数学模型
• 4.3 海水仿真模拟
• 4.3.1 建立海水运行模型
• 4.3.2 模型前处理
• 4.4 海水模拟分析
• 4.4.1 FLUENT功能介绍
• 4.4.2 模拟的流程
• 4.4.3 结果分析
• 第五章 制冰筒制冷剂管仿真
• 5.1 制冷剂在蒸发器管内的情况
• 5.1.1 单相液体对流传热
• 5.1.2 过冷沸腾区换热
• 5.1.3 饱和沸腾区换热
• 5.2 制冷剂数学模型
• 5.3 制冷剂模拟仿真
• 第六章 试验调试
• 6.1 试验调试
• 6.2 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢