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凝固热采集换热器中层流水冻结特性研究点击：1784 日期：[ 2014-04-26 22:21:59 ] |
| 凝固热采集换热器中层流水冻结特性研究 哈尔滨工业大学 钱剑峰☆ 张承虎 孙德兴 摘要：采用准稳态近似方法分析了常壁温下凝固热采集换热器管内层流流动水的冻结过程,讨论了0～4℃水在不同Ｒｅ、不同管径、不同壁温等工况下的冻结特性。结果表明,层流水冻结过程中,在结冰初期某一参变量的变化对量纲一冰层厚度的影响不明显,随时间的增长其影响逐渐加大。 关键词：凝固热采集换热器 水 层流 冻结 冰层厚度 常壁温 准稳态近似方法 目前,地下水地源热泵应用中普遍存在浪费或污染水资源的问题,相比而言,地表水地源热泵在热能利用过程中不存在上述不良现象,有着广阔的发展前景。然而,目前国内外在地表水地源热泵的应用中,常要求水在热能利用过程不发生结冰现象。在气候温暖和寒冷地区(包括上海、西安、北京和哈尔滨等城市),冬季地表水温度常低于4℃,为防止热能利用过程中水结冰,系统必须增添辅助热源,这一模式对我国绝大部分地区来说,在工程应用上不具有经济可行性,它也是制约地表水冷热源向北方发展的瓶颈。 由于水具有巨大的凝固热,故笔者提出开发新型地表水地源热泵系统(即凝固热采集热泵系统)的想法。新型热泵系统的关键设备是凝固热的采集换热器,它须具有连续结冰与除冰的双重功能,类似于管壳式换热器,管内走水,管外走载冷剂。研究流动水的冻结特性对这一换热器装置的设计、制造与优化意义重大。 |
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