氯化鈉溶液在不同材料表面凝固特性的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、冰漿是利用顯熱與潛熱共同蓄冷的蓄冷介質(zhì)，其單位蓄冷量非?？捎^，在相同體積情況下比其他蓄冷介質(zhì)的蓄冷量多3~4倍。對(duì)電網(wǎng)峰谷的調(diào)節(jié)能力使冰漿在蓄冷空調(diào)方面有很好的應(yīng)用前景。本文對(duì)制取冰漿所用的不同濃度氯化鈉溶液在不同材料表面的凝固特性進(jìn)行了理論分析、實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）對(duì)溶液在平板表面凝固的接觸角、粗糙度以及添加劑進(jìn)行了理論分析。溶液在不同材質(zhì)表面有不同的接觸角，在異質(zhì)成核時(shí)，小接觸角液滴的臨界成核能更

2、低。對(duì)于親水性材料，粗糙度的增大會(huì)使液滴在材料表面的接觸角降低，臨界成核能也隨之降低。溶液的相變平衡溫度會(huì)隨氯化鈉濃度的增大而降低，使臨界成核能增大。
　　（2）對(duì)液滴在平板表面的模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，利用ANSYS Fluid對(duì)不同接觸角的液滴凝固過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)監(jiān)測(cè)液滴的液相體積分?jǐn)?shù)發(fā)現(xiàn)液滴在凝固過(guò)程中首先從液滴底部開(kāi)始凝固，逐漸向液滴頂部發(fā)展，并且液滴后50％液相的凝固時(shí)間大于前50%液相的凝固時(shí)間。這是因?yàn)樵谀坛跗?，初始?/p>

3、差大，液滴與壁面的換熱熱阻小使得溫度變化比快。由于壁面溫度低于液滴凝固時(shí)的冰點(diǎn)，液滴底部與壁面接觸的位置開(kāi)始結(jié)冰，冰層的形成導(dǎo)致上部液體與壁面的換熱熱阻增大，換熱系數(shù)減小最終溫度變化變得緩慢。在不同表面接觸角小的液滴凝固速度大于接觸角大的液滴，這與理論分析相吻合。在凝固過(guò)程中首先從與壁面接觸的底部開(kāi)始凝固，并且液滴表面首先凝固然后內(nèi)部再完全凝固，此模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。
　?。?）搭建了氯化鈉溶液在不同表面凝固特性的凝固換熱實(shí)