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1、外融式冰盤管取冷特性的實(shí)驗(yàn)研宄Experimentofdischargingcharacteristicsofexternalmeltingice-on-coiltanks摘要介紹了在我融冰式冰盤管實(shí)驗(yàn)臺(tái)上所作的外融冰槽取冷特性實(shí)驗(yàn)研究，提示了影響外融冰槽熱工特性的流量、進(jìn)口水溫、負(fù)荷強(qiáng)度、初始蓄冷量、取冷水流進(jìn)出口方式等主要因素及其作用規(guī)律，評(píng)論了冰盤管蓄冷技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞外融式蓄冰槽冰盤管冰蓄冷實(shí)驗(yàn)研究AbstractPresenothemeltingprocessngice-on-coiltanktcharacteristi
2、csonaealsthemainfactorste,intakewatertempgrate,initialchargedwaterconnectingtcessandthEiractionelopmentandapplicatsinvestigationintoftheexternalmeltioclarifyitsthermalnexperimentset,revincludingtheflowraerature,discharginedquantityandchillhatinfluencethepros,andreviewsthede
3、vtionprospectsofice-on-coilthermalstoragetechnology.Keywordsexternal-melticestoragetankice-on-coilthermalstoragetechnology.Keywordsexternal-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(guò)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(zhǎng)時(shí)間平衡地取出低溫水的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外
4、越來(lái)越多引起人們的重視，但是相對(duì)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目前日本［2］、美國(guó)［3?5］等國(guó)家在外融冰開(kāi)發(fā)及應(yīng)用方面處于領(lǐng)先地位，我國(guó)一些大學(xué)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(guó)際上一般不提供蓄冷、取冷性能曲線等基礎(chǔ)性資料和研究成果，因此我們有必要進(jìn)一步加強(qiáng)有關(guān)方面的研究工作。本文結(jié)合所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，就外融冰槽的取冷特性及其影響因素進(jìn)行分析和探討。1實(shí)驗(yàn)原理與試驗(yàn)裝置外融冰取冷過(guò)程是直接從已經(jīng)完成蓄冰過(guò)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(kāi)始向內(nèi)融化的。取冷
5、系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立于蓄冷系統(tǒng)的環(huán)路，如圖1所示。外融冰槽的取冷特性可以采用冰槽進(jìn)出口溫度、換熱速率、總換熱量、取冷率、含冰率、液面高度等參量及其隨時(shí)間的變化狀況進(jìn)行描述［8,9］。本課題設(shè)計(jì)了蓄冷容量為X105kJ鋼制方形蛇管蓄冷槽，并在水槽上下各設(shè)置了一個(gè)布水器，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的溫度、流量等測(cè)點(diǎn)布置也在圖1中示出，在冰槽進(jìn)出口處有兩個(gè)旁通相連結(jié)，需要時(shí)可以通過(guò)開(kāi)關(guān)有關(guān)閥門來(lái)改變進(jìn)出口水流方向。1外融冰取冷過(guò)程實(shí)驗(yàn)裝置2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析由于外融冰的蓄冷過(guò)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(diǎn)集中在兩者的取冷特性研究方面，并為此進(jìn)行了一
6、系列的實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了整理、分析，得到了外融冰槽的熱工特性，進(jìn)而對(duì)影響外融冰取冷特性的因素進(jìn)行了進(jìn)一步的考察，著重揭示了取冷流量、冰槽進(jìn)口溫度、負(fù)荷強(qiáng)度、初始蓄冷量、取冷水流進(jìn)出口方式等因素及其作用規(guī)律，對(duì)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(shí)無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行詳盡研究，將留待以后作進(jìn)一步探討。2.1典型外融冰柄的取冷特性現(xiàn)選取一個(gè)典型工況來(lái)說(shuō)明外融冰基本的取冷特性。在編號(hào)為M22的取冷過(guò)程中，取冷流量G=63/h，取冷負(fù)荷強(qiáng)度q=35kW,從而冰槽取冷進(jìn)出口溫差A(yù)t=tO_ti=5°C，取冷結(jié)束時(shí)出口溫度10=7
7、°C,冰槽水流進(jìn)出口方式為下進(jìn)上出。整個(gè)取冷過(guò)程進(jìn)行了5h，共取出冷量Q=X105kJ。將所測(cè)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。從圖中可以看出整個(gè)外融冰取冷過(guò)程大體上可以分為兩個(gè)階段：潛熱取冷階段和混合取冷階段。2外融冰槽典型取冷特性取冷過(guò)程的第一階段是從開(kāi)始取冷一直持續(xù)大約，取出75%的冷量。在這一過(guò)程中，取冷出口溫度從°(3升高到2°C左右，曲線基本保持不變并略有上升。這說(shuō)明這一階段基本上是進(jìn)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的下側(cè)以極小的速度進(jìn)入槽內(nèi)，然后相當(dāng)均勻地緩
8、慢向上流動(dòng)，迅速與冰面附近溫度接近于0°C的低溫水混合，并沿著叉排管束中間的之字形流道向上流動(dòng)，從而水溫也迅速降低到接近0°C，這使得位于冰槽上部的取冷出口處一直保
