速降壓環(huán)境下液滴過(guò)冷凝固過(guò)程研究.pdf

1、當(dāng)液滴周?chē)h(huán)境壓力迅速下降時(shí)，液滴迅速蒸發(fā)，溫度下降，在低壓環(huán)境下液滴溫度降至一定過(guò)冷度后，液滴凝固。該過(guò)程可應(yīng)用于真空制冷、冰漿制備、食品保鮮等領(lǐng)域。對(duì)該過(guò)程的研究涉及非平衡相變以及傳熱傳質(zhì)等物理機(jī)理，本文采用實(shí)驗(yàn)與理論研究相結(jié)合的方法，針對(duì)速降壓環(huán)境下單個(gè)液滴的過(guò)冷凝固過(guò)程進(jìn)行研究。
　　實(shí)驗(yàn)研究方面，采用液滴懸掛法，對(duì)多種工質(zhì)，包括：蒸餾水、乙酸、蔗糖溶液開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的初始環(huán)境壓力均為1atm，最終環(huán)境壓力范圍200~90

2、00Pa、液滴初始溫度10~50℃，液滴初始直徑范圍為0.8~3mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蒸餾水液滴和乙酸液滴在低壓凝固過(guò)程中，液滴溫度變化類(lèi)似，經(jīng)歷“下降—突升—維持在接近凝固點(diǎn)—快速下降—穩(wěn)定”五個(gè)階段，這對(duì)應(yīng)著液滴凝固過(guò)程中“蒸發(fā)帶走熱量—凝固釋放潛熱—升華與凝固共同作用—升華帶走熱量—升華與表面換熱平衡”五個(gè)物理過(guò)程。蔗糖溶液液滴由于其粘度較大，在速降壓環(huán)境下液滴內(nèi)會(huì)出現(xiàn)多次氣泡生長(zhǎng)—爆裂，對(duì)應(yīng)每次氣泡爆裂過(guò)程，液滴溫度發(fā)生振蕩。