近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所儲能技術(shù)研究室馮自平研究員團隊在中科院先導專(zhuān)項課題等支持下，在過(guò)冷解除過(guò)程中冰晶演化研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果以 Investigation on the evolution of ice particles and ice slurry flow characteristics during subcooling release 為題發(fā)表于傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)期刊International Journal of Heat and Mass Transfer。 

　　冰漿（ice slurry）是一種由冰晶和水或水溶液組成的二元溶液，具有良好的換熱特性和獨特的流動(dòng)特性，在冷能儲存和運輸方面具有顯著(zhù)優(yōu)勢。可控過(guò)冷相變技術(shù)是實(shí)現高效快速連續制冰漿的關(guān)鍵，本研究創(chuàng )新地采用數值模擬的方式研究過(guò)冷驅動(dòng)下冰漿中冰晶粒徑的演化規律。儲能技術(shù)研究室基于該研究搭建的過(guò)冷式冰漿實(shí)驗平臺，能夠實(shí)現高效連續制取冰漿。 

　　研究基于計算流體力學(xué)，將數群平衡模型（Population Balance Model, PBM）與Euler-Euler兩相流模型耦合，探究了過(guò)冷水冰漿在水平直管中的冰粒演化及流動(dòng)特性。重點(diǎn)研究了由過(guò)冷解除導致的冰晶生長(cháng)，同時(shí)還考慮了冰晶的團聚和破碎行為對其粒徑的影響。研究發(fā)現，相較于團聚和破碎行為，過(guò)冷驅動(dòng)下的冰晶生長(cháng)作用對其粒徑演化最為明顯。與此同時(shí)，過(guò)冷水由過(guò)冷態(tài)到相平衡態(tài)的溫度變化與冰粒直徑變化規律相符。 

　　本研究成果作為可控過(guò)冷相變技術(shù)中的重要一環(huán)，有望為冰漿制備過(guò)程中的促晶器設計、冰堵預防等技術(shù)問(wèn)題提供解決方案。 

　　文章鏈接： 

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001793102300162X 

CFD-PBM模型耦合過(guò)程

水平直管內軸向冰晶粒徑的演化