外融式冰盤管取冷特性的實驗研究_論文

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1、外融式冰盤管取冷特性的實驗研究Experimentofdischargingcharacteristicsofexternalmeltingice-on-coiltanks摘要　介紹了在我融冰式冰盤管實驗臺上所作的外融冰槽取冷特性實驗研究，提示了影響外融冰槽熱工特性的流量、進口水溫、負荷強度、初始蓄冷量、取冷水流進出口方式等主要因素及其作用規(guī)律，評論了冰盤管蓄冷技術(shù)的發(fā)展和應用前景。關(guān)鍵詞　外融式蓄冰槽冰盤管冰蓄冷實驗研究Abstract　Presentsinvestigationintothemeltingprocessoftheexternalme

2、ltingice-on-coiltanktoclarifyitsthermalcharacteristicsonanexperimentset,revealsthemainfactorsincludingtheflowrate,intakewatertemperature,dischargingrate,initialchargedquantityandchilledwaterconnectingthatinfluencetheprocessandtheiractions,andreviewsthedevelopmentandapplicationpr

3、ospectsofice-on-coilthermalstoragetechnology.13/13Keywords　external-melticestoragetankice-on-coilicestorageexperimentalresearch0引言外融式蓄冰槽是一種重要的冰蓄冷型式，從制冰過程看屬于靜態(tài)制冰方式[1]。由于外融冰系統(tǒng)本身具有的可以長時間平衡地取出低溫水的優(yōu)點，近年來在國內(nèi)外越來越多引起人們的重視，但是相對于內(nèi)融冰而言，外融冰的研究還不夠成熟，特別是在取冷特性方面。目前日本[2]、美國[3～5]等國家在外融冰開發(fā)及應用方面處于

4、領先地位，我國一些大學和科研單位也做了許多工作[6～7]。外融冰作為一種關(guān)鍵技術(shù)，目前國際上一般不提供蓄冷、取冷性能曲線等基礎性資料和研究成果，因此我們有必要進一步加強有關(guān)方面的研究工作。本文結(jié)合所進行的實驗研究結(jié)果，就外融冰槽的取冷特性及其影響因素進行分析和探討。1實驗原理與試驗裝置外融冰取冷過程是直接從已經(jīng)完成蓄冰過程的冰槽內(nèi)將冷水作為取冷介質(zhì)輸送到用戶，冰是從冰柱外表面開始向內(nèi)融化的。取冷系統(tǒng)是一個獨立于蓄冷系統(tǒng)的環(huán)路，如圖1所示。13/13外融冰槽的取冷特性可以采用冰槽進出口溫度、換熱速率（單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移的熱量）、總換熱量（累計轉(zhuǎn)移的熱量）、取

5、冷率（已取出的冷量占總冷量的百分比）、含冰率（槽內(nèi)冰的體積或質(zhì)量占冰水總體積或總質(zhì)量的比例）、液面高度等參量及其隨時間的變化狀況進行描述[8，9]。本課題設計了蓄冷容量為×105kJ鋼制方形蛇管蓄冷槽，并在水槽上下各設置了一個布水器，實驗臺的溫度、流量等測點布置也在圖1中示出，在冰槽進出口處有兩個旁通相連結(jié)，需要時可以通過開關(guān)有關(guān)閥門來改變進出口水流方向?！　　　　　　　　　　　　　　　　　D1　外融冰取冷過程實驗裝置2實驗結(jié)果及其分析由于外融冰的蓄冷過程和特性與內(nèi)融冰是一致的，已有很多研究成果，因此本文將重點集中在兩者的取冷特性研究方面，并為此進行了

6、一系列的實驗，對實驗結(jié)果進行了整理、分析，得到了外融冰槽的熱工特性，進而對影響外融冰取冷特性的因素進行了進一步的考察，著重揭示了取冷流量、冰槽進口溫度、負荷強度、初始蓄冷量、取冷水流進出口方式等因素及其作用規(guī)律，對于另外一些影響因素，例如冰槽結(jié)構(gòu)尺寸、液體物性等等，暫時無法通過實驗的方法進行詳盡研究，將留待以后作進一步探討。2．1典型外融冰柄的取冷特性13/13現(xiàn)選取一個典型工況來說明外融冰基本的取冷特性。在編號為M22的取冷過程中，取冷流量G=63/h，取冷負荷強度q=35kW，從而冰槽取冷進出口溫差Δt=t0-ti=5℃，取冷結(jié)束時出口溫度t0=7

7、℃，冰槽水流進出口方式為下進上出。整個取冷過程進行了5h，共取出冷量Q=×105kJ。將所測得的，ti，t0，G，q，Q等有關(guān)參數(shù)整理成有關(guān)曲線，如圖2所示（圖中i,o,d,u分別表示冰槽進口、出口、下部、上部。另外，tw表示平均水溫，Hw表示水面高度，QR表示取冷率。下同）。從圖中可以看出整個外融冰取冷過程大體上可以分為兩個階段：潛熱取冷階段和混合取冷階段?！　　　　　　　　　　　　　　　　D2外融冰槽典型取冷特性取冷過程的第一階段是從開始取冷一直持續(xù)大約，取出75%的冷量。在這一過程中，取冷出口溫度從℃升高到2℃左右，曲線基本保持不變并略有上升。這

8、說明這一階段基本上是進行的潛熱取冷，顯熱取冷量很小。這種情況主要是由于溫度較高的水從底部布水器