换热器内的传热计算

动态制冰技术的研究现状动态制冰技术以制取具有良好流动性和热物性的冰浆以及提高制冰系统性能为目的。目前主要包括以下几种类型的制冰技术：l）机械刮片式；按刮冰装置的不同，常见的有如下几种：旋转刀或刮片式，旋转刷式，螺旋线式；工程中采用较多的刮刀式装置：机械刮冰式冰桨生成器2）直接接触式；3）流化床制冰浆器；冰浆生成器内处于流化状态的小钢珠不时撞击换热器内表面，敲落内表面上生成的微小冰晶，防止冰晶积存。二元溶液动态制冰，即在水中加入某种物质（如乙二醇、硅树脂油、丙烯酸等）作为相变蓄冷介质。

　　动态制冰可采用制冷剂直接蒸发制冷，以提高系统的换热性能。但无论哪种制冰方式的冰浆生成器都包含溶液结晶的三个基本步骤：溶液过饱和、成核、以及冰晶的成长，并且在冰晶的存储和输送过程中必须防止冰晶的凝结或是再结晶现象。一个运行良好的冰浆生成器应当在换热器表面不发生冰块凝结的条件下，能以较快的速度生成具有理想冰晶颗粒大小的冰浆，从而保证制冰系统的高效运行。目前技术较成熟的动态制冰技术主要有机械刮冰式、过冷水动态制冰及直接接触式制冰。

　　机械刮冰式系统，冰浆生成器由立式圆形的壳管式换热器组成，壳侧制冷剂蒸发冷却各管路，管子内部的刮刀通过一机械装置以一定的速度沿管壁内侧旋转，刮去内壁上水溶液流过后粘附的冰晶，防止冰晶积存于管内，刮落的冰晶随载流体流入蓄冰槽蓄存。这种形式的冰浆生成器，为了保证较高的冰晶生成率，要求换热器具有较大的传热温差，因此，制冷机的蒸发温度较低，一般为一8℃一10℃，系统COP值偏低，抵消了部分由冰浆技术带来的优势：换热器内的传热计算较复杂，刮刀的除冰周期对换热器的结冰性能有重大的影响，选取一个合适的时间间隔是决定系统性能的一个主要因素。