冰漿輸運(yùn)過(guò)程流動(dòng)特性研究.pdf

1、冰漿作為一種性能優(yōu)越的潛熱蓄能和輸送介質(zhì)，具有蓄能密度高、傳熱性能好、流動(dòng)性和可泵送等優(yōu)點(diǎn)，在蓄能空調(diào)、工業(yè)冷卻和食品冷藏等領(lǐng)域有極大的應(yīng)用潛力。但目前仍未規(guī)模應(yīng)用的主要障礙在于冰漿輸運(yùn)、儲(chǔ)存過(guò)程中受管道系統(tǒng)影響，冰漿流體呈現(xiàn)復(fù)雜的流動(dòng)特征，如分層、聚集等，容易堵塞管道。因此，研究冰漿輸運(yùn)過(guò)程中的流動(dòng)特性具有重要的理論和工程指導(dǎo)意義。
　　本文首先闡述了冰漿的制取方法，并對(duì)各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)做了介紹，同時(shí)歸納了國(guó)內(nèi)外描述冰漿流動(dòng)的模

2、型及研究成果，并對(duì)離心泵內(nèi)液固兩相流的研究現(xiàn)狀做了簡(jiǎn)要介紹，為冰漿輸運(yùn)特性研究提供一個(gè)參考。建立混合物模型來(lái)模擬研究冰漿在水平直管，90°彎管及離心泵內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)。
　　通過(guò)不同管徑水平直管的數(shù)值模擬計(jì)算，獲得了冰漿在直管內(nèi)的流場(chǎng)，分析了冰漿在管內(nèi)的流速分布和冰晶顆粒的體積分布；研究了流速、管徑、顆粒濃度及冰晶顆粒大小等參數(shù)與壓降之間的關(guān)系。對(duì)冰漿在90°彎管內(nèi)的流動(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，獲得了彎管內(nèi)冰漿的流場(chǎng)和冰晶顆粒的運(yùn)動(dòng)軌

3、跡，探討了彎管管徑、曲率半徑及冰漿的流速、濃度參數(shù)對(duì)彎管內(nèi)冰漿壓降的影響；發(fā)現(xiàn)了彎管內(nèi)二次流現(xiàn)象對(duì)冰晶顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生的影響；提出了一種彎管的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，認(rèn)為改進(jìn)的彎管模型能夠有效的避免彎管內(nèi)的二次流現(xiàn)象，改變冰晶顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，降低了冰堵發(fā)生的概率；搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，運(yùn)用聚乙烯顆粒代替冰漿顆粒，觀察其在管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果做了對(duì)比分析。重點(diǎn)分析了冰漿流體在離心泵內(nèi)的速度分布規(guī)律，壓強(qiáng)分布及速度矢量分布情況，并探討了流量、冰晶體