大型磚冰機制冰槽的流場分析與設(shè)計優(yōu)化.pdf

1、大型磚冰機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。本論文以某設(shè)備廠日產(chǎn)10噸大型磚冰機為研究對象，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磚冰機制冰槽鹽水流場的影響，通過分析制冰池內(nèi)鹽水速度場、溫度場和壓力場，為磚冰機制冰池結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化提供理論依據(jù)。通過本課題的研究，得到以下結(jié)論：
　　1.制冰桶排列方式對制冰

2、池鹽水流場有重要影響。對于某型號大型制冰機的典型工況，矩形、近橢圓形和近菱形制冰桶順排時，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℃，鹽水流動阻力分別為400~600Pa、400~60

3、0Pa和800~1000Pa。制冰桶排列方式為叉排時，鹽水流動擾動性增強，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℃，但鹽水阻力也相對增大，分別為2000~2200Pa、600~800Pa和1000~1200Pa。叉排有利于強化制冰桶與鹽水之間的換熱，縮短制冰時間周期，降低

4、系統(tǒng)運行能耗。
　　2.制冰桶截面形式對制冰池鹽水流場有重要影響。對比矩形截面制冰桶，采用近橢圓形制冰桶時，鹽水流動擾動性相對最強，順排時在制冰桶橫向間隔內(nèi)鹽水流速相對增大約0.05~0.1m/s，鹽水流動阻力相對較小；叉排時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)不存在鹽水流動近滯止現(xiàn)象；制冰桶內(nèi)冰層成長速度更均勻，有利于縮短結(jié)冰時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。

5、
　　3.制冰池分集水室結(jié)構(gòu)形式對制冰池鹽水流場有一定影響。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更均勻。
　　4.折流擋板對蒸發(fā)器鹽水流場有重要影響。蒸發(fā)器無折流擋板時，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，鹽水接近橫向沖刷蒸發(fā)器管道，鹽水?dāng)_動性增強，鹽水溫降相對增大約0.9℃，但鹽水阻力相對