直接接触式冰浆生成器的传热研究及其熵产分析

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1、⑧论文作者签名：叁雌指导论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4．评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4．委员5：女师签名：＼＼仞勿锄，，r，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特另,JJm以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝婆太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：王彤签字日期：工。／中年岁月，2日学位

2、论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝婆太鲎有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：王火莎导师签名：签字日期：工矿，垆年岁月／2日签字日期：∥1～勺乩坩h直接接触式冰浆生成器的传热研究及其熵产分析王炜浙江大学制冷与低温研究所浙江杭州310027摘要冰浆由于其的良好蓄冷特性以及流动特性，在渔业

3、、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

4、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，相对误差在土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

5、热过程熵产数最小，为系统的优化提供了理论依据。关键词：冰浆直接接触式努赛尔数熵产基金项目：国家自然科学基金项目(51176164)。HeatTransferStudyandEntropyGenerationAnalysisonDirectContactIceSlurryGeneratorWbiⅥ恰NGInstituteofRefiigerationandCryogenics，ZhejiangUniversity,Hangzhou310027，P．R．ChinaABSTRACTIceslurryhasbeenwidelyutilizedi

6、nfishery,surgeryandicestorageairconditioningsystemduetoitsexcellentcoldstoragecapacityandflowingproperty．Icestoragetechnologyhasbeenintensivelystudiedinrecentyears．Iceslurryproductionprocedureswereintroducedinandaboardfirstly．DirectcontactmethodWasemphasized．Usingvolatil

7、erefrigerantwouldinevitalblvca_usecontaminationtothewatersolutionandaninconvenienceofseparationofthetwofluids．Anoveliceslurrygenerationsystemconsistingoftwodirectcontactheatexchangerswasbroughtout，adoptingimmiscibleairasthesecondaryrefrigerant．Intermsofthisiceslurrygener

8、ationsystem，thefollowingthreeaspectswerestudiedsequentially：1．ApartialdifferentialequationWasestablishe