本文關(guān)鍵詞：大型磚冰機(jī)制冰槽的流場(chǎng)分析與設(shè)計(jì)優(yōu)化

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【摘要】：大型磚冰機(jī)是一種利用鹽水間接制冰裝置,是農(nóng)業(yè)、漁業(yè)用冰的主要制冰設(shè)備,但存在制冷效率低,能耗較大等缺點(diǎn)。本論文以某設(shè)備廠日產(chǎn)10噸大型磚冰機(jī)為研究對(duì)象,采用CFD數(shù)值模擬方法研究制冰桶的排列方式、截面結(jié)構(gòu)形式、制冰池分集水室的結(jié)構(gòu)形式和蒸發(fā)器的折流擋板等因素對(duì)磚冰機(jī)制冰槽鹽水流場(chǎng)的影響,通過(guò)分析制冰池內(nèi)鹽水速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng),為磚冰機(jī)制冰池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供理論依據(jù)。通過(guò)本課題的研究,得到以下結(jié)論:1.制冰桶排列方式對(duì)制冰池鹽水流場(chǎng)有重要影響。對(duì)于某型號(hào)大型制冰機(jī)的典型工況,矩形、近橢圓形和近菱形制冰桶順排時(shí),在制冰桶縱向間隔內(nèi)鹽水流速范圍分別為0.25~0.4m/s、0.2~0.35m/s和0.15~0.25m/s,而制冰桶橫向間隔內(nèi)鹽水流速分別為0~0.05m/s、0.05~0.1m/s和0~0.1m/s,接近于滯止?fàn)顟B(tài),制冰池鹽水溫升分別為0.3~0.35℃、0.2~0.25℃和0.25~0.3℃,鹽水流動(dòng)阻力分別為400~600Pa、400~600Pa和800~1000Pa。制冰桶排列方式為叉排時(shí),鹽水流動(dòng)擾動(dòng)性增強(qiáng),制冰桶橫向間隔和縱向間隔內(nèi)鹽水流速差異不大,分別為0.1~0.35m/s、0.05~0.2m/s和0.02~0.25m/s,且鹽水溫升相對(duì)較高,分別為0.4~0.45℃、0.25~0.3℃和0.3~0.35℃,但鹽水阻力也相對(duì)增大,分別為2000~2200Pa、600~800Pa和1000~1200Pa。叉排有利于強(qiáng)化制冰桶與鹽水之間的換熱,縮短制冰時(shí)間周期,降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。2.制冰桶截面形式對(duì)制冰池鹽水流場(chǎng)有重要影響。對(duì)比矩形截面制冰桶,采用近橢圓形制冰桶時(shí),鹽水流動(dòng)擾動(dòng)性相對(duì)最強(qiáng),順排時(shí)在制冰桶橫向間隔內(nèi)鹽水流速相對(duì)增大約0.05~0.1m/s,鹽水流動(dòng)阻力相對(duì)較小;叉排時(shí)在制冰桶橫向間隔和縱向間隔內(nèi)鹽水流速差異不大,橫向間隔內(nèi)不存在鹽水流動(dòng)近滯止現(xiàn)象;制冰桶內(nèi)冰層成長(zhǎng)速度更均勻,有利于縮短結(jié)冰時(shí)間和提高制冰池系統(tǒng)換熱效率。近菱形截面制冰桶則介于矩形制冰桶和近橢圓形制冰桶之間。3.制冰池分集水室結(jié)構(gòu)形式對(duì)制冰池鹽水流場(chǎng)有一定影響。矩形分水室、集水室存在速度滯止區(qū)域,而三角形分水室、集水室,可有效減少速度滯止區(qū)域,制冰池鹽水的流速分布相對(duì)更均勻。4.折流擋板對(duì)蒸發(fā)器鹽水流場(chǎng)有重要影響。蒸發(fā)器無(wú)折流擋板時(shí),鹽水縱向沖刷蒸發(fā)器管道,鹽水溫降約0.3~0.4℃,鹽水阻力約300Pa;在蒸發(fā)器上加裝折流擋板時(shí),鹽水接近橫向沖刷蒸發(fā)器管道,鹽水?dāng)_動(dòng)性增強(qiáng),鹽水溫降相對(duì)增大約0.9℃,但鹽水阻力相對(duì)增大約7000Pa。折流擋板使鹽水與蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的換熱效果相對(duì)增強(qiáng)提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益。計(jì)算表明,蒸發(fā)器由10管程結(jié)構(gòu)改為2管程結(jié)構(gòu),制冷劑管道規(guī)格由1T改為3/4T,蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑流動(dòng)阻力變?yōu)樵瓉?lái)的8.94%,蒸發(fā)器傳熱面積密度增加約40%,壓縮機(jī)功耗可降低28.5%。2管程結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)性。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU318

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本文編號(hào)：1197623