直接接触式冰浆生成器的传热研究及其熵产分析

发布时间：2019-11-10 11:47

【摘要】：冰浆由于其的良好蓄冷特性以及流动特性,在渔业、食品工业和冰蓄冷空调系统中得到极其广泛的应用。本文首先总结了目前国内外冰浆制取方法,并重点综述了直接接触式冰浆制取方法。采用制冷剂作为冷冻剂会造成制冰溶液的污染,并且制冷剂与冰浆生成物分离困难；同时二者发生化学反应的生成物会腐蚀管壁,提高维护成本。本文介绍了一种双直接接触式冰浆制取系统,该系统采用气体作为载冷剂制取冰浆,并对该系统的传热特性和熵产特性进行了研究。 针对该直接接触式冰浆制取系统,本文主要进行了以下三方面的研究： 1.分析了单一载冷气泡与制冰溶液的对流换热过程,建立了换热过程的偏微分方程,利用数值方法求解得到了气泡周围无量纲温度分布情况和气泡传热边界层随气泡参数(半径和速度)的变化规律。进一步得到了对流换热过程努赛尔数关于雷诺数和液体普朗特数的传热关联式。 2.将衡量直接接触式冰浆生成器换热效率的体积传热系数作为核心研究参数,将单气泡努赛尔数传热关联式推广至多气泡换热,计算得到了不同载冷气体体积流量条件下,不同乙二醇浓度的制冰溶液中的体积换热系数。通过实验结果和计算值做了对比,相对误差在±20%之内。 3.基于单气泡传热关联式,对此换热过程的熵产进行了分析,得到了无量纲熵产数随雷诺数变化关系,发现无量纲熵产数随雷诺数的增大而先减小后增大,即存在雷诺数最佳值使得换热过程熵产数最小,为系统的优化提供了理论依据。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB611

【参考文献】

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本文编号：2558863