降低真空制冰系统真空度的理论研究

文中针对真空冰浆制备系统运行真空度较高的问题进行分析,提出利用在水中加入中介物质的方法来降低制备系统对真空度的要求,并利用物质的化学势平衡理论与溶液相图相结合的方法,从理论上验证了在真空冰浆制备系统中加入中介物质具有降低系统对真空度要求的作用.     

动态冰浆传热特性的研究

动态冰浆由于具有较强的蓄能和传热能力,日益受到人们的重视。文中建立了动态冰浆传热特性的数理模型,并利用已知的载流溶液和冰晶的物性参数,得到了动态冰浆在水平直管、等热流加热条件下的传热系数,根据计算结果,分析了传热系数随着冰浆浓度的变化的规律和冰浆流速和管径对动态冰浆传热性能的影响。     

动态冰浆流动的浓度分布及粘性研究

动态冰浆是一种固-液两相流体。文中采用理论模型研究了动态冰浆在非均质流动情况下的冰晶浓度分布,分析了冰晶浓度、冰浆流速、管道直径、冰晶粒径大小对冰浆的动态粘度的影响。分析表明:在高冰晶浓度、低流速情况下,冰浆的平均粘度不仅和冰晶浓度和载流溶液的粘度相关,还受到冰浆流速、管道直径和冰晶颗粒大小的影响。     

冰浆储存与融化及流动换热特性研究现状及展望

冰浆具有良好的流动性、传输性以及传热性能,在电力削峰填谷上有着很大的应用前景。文中主要对冰浆制取方式的优劣性进行对比,着重介绍了国内外冰浆储存与融化的研究进展,对冰浆流动换热的动态特性进行分析,并根据研究现状对下一步研究工作进行了展望。     

冰浆流动换热特性的综述及模拟分析

综述冰浆输送过程和在换热器中的流动换热特性研究现状。目前对冰浆流动特性研究主要是为了解决输送冷流体过程中的压降、摩阻系数等问题,输送途径主要是直管、弯管,可控因变量包括含冰率、管道直径、冰浆粘度、流速、Re数等参数。此外,还对冰浆在水平直管中流动情况进行了数值模拟,提出了最值冰浆浓度和第一临界速度、第二临界速度等参数,并推测冰浆流动换热应从三段进行考虑。冰浆在换热器中的流动换热过程与管道输送相比,通道结构更复杂导致阻力损失变大、换热增强、相变程度大,同时还要考虑固体颗粒与流体之间的耦合作用,因此目前的研究主要停留在实验阶段,在实验基础上进行半经验公式的推导。基础性理论研究主要涉及两相流动、颗粒力学和相变潜热三方面。此外,对未来研究方向提出几点建议,尤其是应从微观颗粒受力和晶体结构角度探讨冰浆的流动换热情况,脱离原有单相流体研究方式,冰浆颗粒流动至少分三段研究。     

动态冰浆在多领域上的应用

为加深对动态冰浆的认识,文章介绍了动态冰浆的制取方式,着重讨论动态冰浆在建筑空调、食品加工、医疗保护以及其他场合的应用.通过与冷冻水及其它类型冰的比较分析,表明动态冰浆在蓄冷密度、流动性与传热性能等方面具有独特的技术优势.     

小型动态冰浆制取装置的实验分析

设计出一台小型的风冷式冰浆制取装置,采取预冷和无预冷两种模式对小型风冷制冰装置的出冰效果和能效系数进行实验研究。实验结果表明,与无预冷工作模式相比,采用预冷器后制冰机出口的出冰温度明显降低,成冰所需时间缩短,系统能效比EER提高近43%。     

过冷水法冰浆制取的实验设计与分析

动态冰蓄冷技术是目前蓄能技术重要的研究方向之一,其中冰浆制取方式是研究的关键课题。冰浆具有良好的流动性,大的相变潜热和快速的释冷特性,是常规载冷剂的潜在替代物。该文给出了过冷水法冰浆制取的实验装置,采用纯净水和自来水为试样,在不同的条件下进行了对比实验,并分析了管内冻结情况。     

旋液式冰浆浓缩器的阻力特性研究

本文针对前期优化得到的适合于冰浆浓缩的旋液分离器阻力特性进行研究。首先通过实验得到空气柱存在时不同旋流器结构下阻力特性数随雷诺数的变化曲线,结果表明溢流管直径减小或溢流管插入深度增大都将使得阻力特性数增大。并对某一旋流器结构下空气柱存在与不存在时的阻力特性曲线进行比较,结果表明空气柱的存在也将增大旋流器的阻力特性数。最后通过数值模拟,得到旋液式冰浆浓缩器内部压力场分布规律。     

真空系统的改进设计

真空吸附夹具可以平稳、可靠的夹紧物体，又不易损坏所抓取物件的表面。以真空压力为动力源，作为机械加工的一种重要手段，对任何具有较光滑表面的物体，特别是非铁、非金属且不适合夹取的物体，如薄而表面光滑的铜金属制品、铝金属制品和其他非金属制品，都可使用真空吸附，完成切削、打磨、抛光等各种机械加工任务。原车间的数控机床主要采用了以真空泵为真空发生装置的并联多路真空系统，真空泵的吸入口直接形成负压。由于真空管路与多台数控机床的真空吸附夹具相接，吸着和未吸着工件的个数变化或出现泄漏时，都会引起整个管路的真空压力变动，从而影响工件的吸附力和加工工件的合格率。改进后的真空系统采用了真空发生器，不仅克服了原真空系统的不足，而且充分利用车间原有的高压系统。     

动态冰浆流动特性分析

阐述了动态冰浆流变性质的Bingham模型,并利用该模型计算了冰浆在层流和湍流状态下的摩擦因子,得到了冰浆在水平直管内流动的压降曲线,分别就层流和湍流情形分析了各种参数对流动压降的影响。     

冰浆在蓄冰槽内的蓄冰特性及其均匀度研究

对动态冰蓄冷中蓄冰槽蓄冰过程的动态特性进行实验研究,分析了影响蓄冰形成富冰层形状变化的参数:入口冰浆流量、固相含量、初始液面高度及入口管布置。分析实验结果,总结实验规律表明:冰浆流量与固相含量对富冰层变形影响较大,其它因素次之;增大上述两参数能够有效提高堆积富冰层的均匀性,提高蓄冰槽的有效利用率。     

90°弯管内冰浆流动特性数值模拟

基于欧拉法建立了冰浆流动的混合模型,对冰浆在90°弯管内的流动特性进行了数值模拟研究,获得了弯管内冰浆的流场和冰晶颗粒的运动轨迹,探讨了弯管管径、曲率半径及冰浆的流速、浓度参数对弯管内冰浆压降的影响,并对弯管压降的模拟结果与实验结果进行对比,两者吻合较好。结果表明:在计算参数范围内,弯管压降随冰浆流速、浓度及弯管曲率半径的增大而增大,随弯管管径的增大而减小;冰浆在弯管内流动形成二次流现象,两个漩涡区域出现在弯管截面两侧;漩涡导致部分冰晶颗粒的运动轨迹发生改变,并使其向弯管下方的负压区聚集,增大了冰晶颗粒的碰撞几率。     

The impact of ice cloud particle microphysics on the uncertainty of ice water content retrievals

Ice water content (IWC) is a standard product of cloud radar measurements. In this work, cloud radar cross-sections of various ice clouds are modeled to examine the relationship between the radar signal and the IWC. We report that using backscatter signal at cloud radar wavelength to retrieve IWC results in large uncertainties. Particle size distribution is the primary cause for the uncertainty in the retrieved IWC at radar wavelengths, though particle shape and orientation also play significant roles. Particularly in this study, we demonstrate that using both transmitted waves through the clouds (extinction) and backscattered waves from the clouds to retrieve the mean particle size and then using the mean particle size for IWC retrieval reduces the uncertainty. IWC retrieval can be improved with size distribution derived from dual wavelength cloud radar.