超聲波對水凍結及脫冰影響的研究.pdf

1、在溶液凍結過程中，超聲波具有降低初始成核的過冷度、促進二次成核的優(yōu)點。但是，很少有關于超聲波對水凍結速率影響的研究。在制冰及冰蓄冷過程中，能夠加快凍結速率具有重要的現(xiàn)實意義和經濟價值，尤其在冰蓄冷行業(yè)，加快凍結速率能夠充分利用用電的低谷期;針對當前制冰機在制冰和脫冰過程中出現(xiàn)的弊端，提出了運用超聲波脫冰的方法，探索了超聲波運用于脫冰的可行性，超聲波脫冰具有提高冰的衛(wèi)生品質、降低二次能耗等優(yōu)點。圍繞超聲波對水凍結速率的影響以及超聲波脫冰這

2、二個方面本文做了以下工作:
　　(1)對冰晶成核和冰晶生長的熱動力學條件進行了論述;對冰層的生長速率以及超聲波作用于水結冰過程的機理做了概述和分析。
　　(2)本文在水凍結過程中施加超聲波，并且對不同功率超聲波的作用效果做了對比實驗研究，結果表明超聲波能夠加快水的凍結速率，在45W(40kHz)條件下，加速凍結效果最佳，自來水完全凍結的時間提前了16min。
　　(3)探究了超聲波脫冰的作用機理，建立結冰冰盤的實體模型

3、，利用有限元分析軟件ANSYS，對結冰冰盤進行了耦合計算，得到了冰盤的應力云圖和各節(jié)點的應力值，在與冰在冰盤的最大粘附力0.85MPa進行比較后可知，運用超聲波脫冰理論上具有可行性。
　　(4)在模擬計算的基礎上對超聲波脫冰展開了實驗研究，當施加超聲約165s時冰盤中的冰除了邊角處沒有脫去外，其它部分的冰都脫離了冰格，驗證了超聲波脫冰的可行性。然而在脫冰過程中產生了部分水，水的產生不利于冰的貯藏;此外，有些冰的結構被破壞，所以超聲