章学来12李璀阳1郁鸿凌1占家上海理工大学动力工程学院，上海200093；2上海海运学院轮机工程系，tS25发现锌粉对直接接触式相变换热效果*好，而丁醇几乎没有效果。　　研究论文引百直接接触式换热是指叫种介质接接触进，换热的过程，与面式热交换器相比，直接接触式热交换器具有腐蚀小无结垢换热效率高传热温差小压降较小和投资低等优点，因此它己成为当前蓄冷空调技术的点发，厅向。4七1等曾对使用，14作制冷剂的直接接触式蓄冷系统进行了计算机性能模拟比较，结果明其单位制冷量下的耗电比壳管式制冰器少30，而且在同样因此直接接触式涪冷技术具广泛的应前景。　　在单相变的直接接触式换热中，添加剂的作用在于，加汽化核心。以捉高蓄冷罐的容枳换热系数，而当直接接触式换热由单相变转为双相变时，添加剂的作用除用于，加汽化核心外，还可增加生成冰晶的晶核，并可减小其过冷度。由于国内外较少对形成冰晶的直接接触式相变换热进行研究，至于对添加剂的影响问，经文献查阅，没有发现这方面的资料，而在气体水合物作为蓄冷工质的研允13收到初稿，20010319收目改稿。联系人及第作者章学来，男，37岁，博士，教授。现在上海海运学院。　　基金项目国家自然科学基金资助项目10.59876024.　　中，国内外学者在添加剂对其生成及其传热性能的影响方面进行火量的试验。发现添加剂12铁粉锌粉丁醇的加入会大大促进气体水合物的生成及其传热。本文研宄试阁借鉴直接接触式气体水合物溶冷的研究。通过试验考察在气体水合物的生成及其传热中非常有效的1述添加剂是否在冰品的生成4传热中继续有效。并研究添加剂数量的影响，这将为形成冰晶的蓄冷装置的强化传热提供实验依据。木义选择3，1；2锌粉铁粉和丁醇作为添加剂。　　1试验装置本试验在自制的直接接触式冰蓄冷系统试验合1±，行。试验台主要由蓄冷罐制冷系统放冷系统测拧系统数据采集系统操作控制台等几个部分组成。蓄冷罐由不锈钢制成，外形为圆柱罐形，内径296出，高1.258，为可分离式。上半部有3个前后对称的观察圆孔，内所可通过其观察罐内运，情况并对炖边七指像，顶端打工作接1.1以用来加入制冷剂和添加剂，半部固定在试验台座上，有个前后对称的观察圆孔，通常可观察到罐下部的情况，内有喷头座，可用来更换喷头。下两邰分由若干螺栓密封连接，当需要更换喷头时再打开。　　在其侧面和顶部还分布有6个测温点和1个测压点。　　2研究方法2.1参数的测量在本试验中，温度测量的重点在于蓄冷过程中蓄冷罐内的温度分布以及与之相关的重要点的温度值。温度的测量通过铜康铜热电偶入0转换卡实现。山铜康铜热电偶将得到的热电势14经29光电离校入接1卡放大1000倍后进入计算机。运，1卡数据采集软件。每心对各通道循环采样次将热电势转换为温度显在计算机屏幕上，待系统达到稳定状态时连续记录下试验数据。数据以定的格式保存于数据文件中。便于数据处理。数据文件中冲记录试验的各种工况和状态参数。试验中用到的热电偶都已在高精度恒温槽中标定。系统中的制冷剂流量由质量流量计测量，质量流量计由传感器变送器及显器组成，利用振动原理进，测乩本试验中。制冷剂流量每隔5如记录次。　　2.2试验数据处理方法2.21水柱温度的确定在蓄冷罐内共布置了6报热电偶。每根热电偶之间的距离相差个1火。巾于罐内传热的复杂性使得各温度测点得到的温度值有所不同，为了计算罐内传热的容积换热系数，必须用到水柱温度，其计辊采用罐内水柱所涉及到的各温度的平均值。假定试验所涉及到的温度共有个，2.2.2制冷剂温度的确定制冷剂水迪过直接接触进行换热，因此对制冷剂温度的测量在试验装置中很难进行。由于在冰蓄冷的工作范围内水与制冷剂代123饱和性质有较大差另1.比如以23在0寸的饱和压力为0.03283 3水在0时的饱和压力为0.0006，1.即尺123的饱和压力为水的54倍，因此可定性地认为制冷剂的温度为蓄冷罐压力所对应的饱和温度。　　2.2.3罐内水容积的确定由于蓄冷罐底部形状比较复杂，使得罐内水的容积的精确测量比较困难。为了精确测量罐内水的容积，利用称量法得到水的容积价。　　2.2.4罐内换热量的确定报据能景守恒定律。　　热量和蓄冷罐从环境得到的热量之代数和，即制冷剂汽化所需要的热量可由蓄冷罐前后的焓差决定。其中蓄冷罐后的焓可由该点的温度和压力值决定；而蓄冷罐前的焓，由于该点处于汽液共存区，即处于湿蒸汽状态，因此只有温度和压力值还不能决定其焓值，因为它们不是独立的状态参数，不能决定个状态点，所以在确定其焓值时利用了节流前后恰值相等的原则，利用节流前的温度和压力值来确定。计算中用到的流量值由质量流量计读得。　　22.5容积换热系数的计算由于在直接接触式换热的蓄冷罐中传热机理相当复杂，如果按照传统的换热系数来评价其传热性能，方面其换热面积不能直观得到而使得其复杂化，另方面它也不能很好地体现本蓄冷罐的传热性能。为了更直观反映这种换热装置的传热性能，在此应用容积换热系数。　　3结果与分析响。可以看出，添加剂对容积换热系数的影响有所不同。丁醇和锌粉在增加数量后容积换热系数反而减小，3，数量增加后容积换热系数变化不大；而铁粉和NaCl数量增加后容积换热系数有较大的增加，如加入铁粉量由5008变为1其容积换热系数可增加约50.由此可，在添加剂的数量上，对于每种添加剂可能存在着个*佳数值，需要继续研究。从本次实验可看出，在本装置中，锌粉铁粉和NaCl是比较合适的添加剂。　　3.3加入添加剂后蓄冷罐内温度分布的变化由4可以看出，在加入添加剂之前蓄冷罐内温度分布为以4点为转折点，在罐的下部温度自下而上减小，而在罐的上部温度自下而上增加。加入添加剂后，发现这种温度分布的格局基本没有改变，只是在水柱部分温度的均匀度有所改变，除了加入，3，12后罐内水柱部分温差增加特别是喷头上下温差尤为明显外，其他添加剂加入后罐内水柱部分温差特别是喷头以上部分均有不同程度的减小。　　其中铁粉和丁醇加入后整个水柱部分温度趋于相当均匀；锌粉加入后罐内喷头上部水柱温度相当均匀，喷头上下水柱温度也明显减小；NaCl加入后3.1添加剂种类对直接接触式换热的影响从2可以看出，在5种添加剂中，加入锌粉时的容积换热系数*大，铁粉01012次之，而丁醇*差。与不加任何添加剂相比，除加丁醇后容积换热系数反而下降0，2变化不大外，其他添加剂在加入后容积换热系数都有不同程度的提高，如加入锌粉后其容积换热系数约为无添加剂时3.2添加剂数量对直接接触式换热的影响罐内喷头以上水柱部分温差减小，而水柱上下温差有增大的趋势。　　3.4分析与讨论在上述5种添加剂中，锌粉铁粉是固体添加剂，心03，是电解质，而丁醇是有机物。由于固体的密度比水大，并且不溶于水，因此它们在加入后沉入罐底，而，23的密度也比水大，在其从喷头的喷孔喷出的过程中有部分生成了汽泡而不断上升，另外部分则由于没有及时生成汽泡而自然沉入罐底，这些沉入罐底的固体添加剂实际上形成了许多汽化核心，在制冷剂液喷射的扰动下，沉入罐底的制冷剂液迅速汽化，使得喷头以下的水温像喷头以上的水温样迅速下降因此锌粉铁粉加入后其容积换热系数增加较多，罐内水温相对较为均匀，NaClCaCl2是无机盐电解质，加入水中后即均匀地溶解于水中，在水中离解，01离解出个。+和个0厂，0012离解出个，并和两个，厂，正负电荷的相互吸引导致两种离子在大大提高，使得制冷剂液滴与水分子的接触面积增大，容积换热系数增大，而正由于电解质溶液分布使得喷头以下沉入的制冷剂液休的汽化核心没有同体添加剂多，这样会使其均容积换热系数相对于固体添加剂时有所减小。，在其喷头上下的水温差相对于固体添加剂加入时有所增大。至于丁醇，山厂其密度比水小以及庄水中为部分混溶，加入的丁呢大部分0冰面上，这使得丁对大容积的水与制冷剂液的换热影响不大。对厂其为什么会使容积换热系数反而减小，钉待进1步研宄。　　4结论1在5种添加剂中，锌粉加入后蓄冷罐内容积换热系数*大。铁粉化2次之。而丁醇*差。　　⑶添加剂的加人讨蓄冷罐，温度分布的格局几乎没有影响，只是在水柱部分温度的均匀度有所4试验明，在直接接触式换热装置中固体添加剂效果*好，因此必须对固体添加剂的效果继续进行研符号说明h制冷剂进入蓄冷罐时的焓值，h2制冷剂离开蓄冷罐时的焓值，m制冷剂质量流量，kgs1 Q换热量，rw蓄冷罐中水的温度，u蓄冷罐中制冷剂的温度，0；V蓄冷罐中水的容积，3aV容积换热系数，臀。13.1工程热物理学会传热传质学学术会议，96309213岣1哗1996.7984信息与交流中外科学家在青岛聚会研讨分子科学7月15日，由青岛海洋大学和山东省科协主办瑞士国际分子多样性保护组织协办的2，2年分子科学前沿国际研讨会，在青岛召开，诺贝尔化学奖获奖者恩斯特教授罗伯特。胡博教授瓦尔特科恩教授以及英国政府首席科学顾问兼英国国家科技部部长大卫。金教授等60多位国外来宾同全国人大常委会副委光院士。身岛海洋大学校长钤毕办院上；200多位内内专家出席。　　本次会议历时4天，议是21世纪分子科学的前沿问。会议有两大主是合成与医药化学分了尺平解释卞命现象是地论与讣兑化传统实验科学向理论十算。现智设计化学过渡。会议内容涵盖了合成化学物理化学分析化学理论与计算化学药物化学分子生物学农业化学材料化7.环境科学及其他和关科；的前沿问。　　摘自中国化工信息网