Geração de gelo e de Transferência de Calor e Massa Fenômenos de introdução de água para um banho frio de salmoura

Summary

Aqui, nós apresentamos um protocolo para demonstrar a geração de gelo quando a água é introduzida para um banho frio de salmoura, tal como um refrigerante secundário, numa gama de temperaturas bem abaixo do ponto de congelação da água. Ele pode ser usado como um meio alternativo de produção de gelo para a indústria.

Abstract

Nós demonstramos um método para o estudo da transferência de calor e massa e os fenómenos de congelação em um ambiente de salmoura sub-arref ecido. A nossa experiência mostrou que, sob as condições adequadas, o gelo pode ser produzido quando a água é introduzida para um banho de salmoura fria. Para tornar a forma de gelo, para além de ter a mistura de água e salmoura, a taxa de transferência de calor deve ignorar a de transferência de massa. Quando a água é introduzida na forma de pequenas gotas à superfície da solução salina, o modo de calor e transferência de massa é por difusão. A flutuabilidade pára de água se misture com a água salgada por baixo, mas como o gelo cresce mais espessa, ela diminui a taxa de transferência de calor, fazendo com que o gelo mais difícil crescer como resultado. Quando a água é introduzida dentro da solução salina na forma de um fluxo, um número de factores são encontrados para influenciar a quantidade de gelo que se formam. temperatura salmoura e concentração, que são as forças motrizes de calor e transferência de massa, respectivamente, podem afetar a rati conversão água-geloO; mais baixas temperaturas do banho e concentrações de salmoura incentivar mais a formação de gelo. A reologia do fluxo, o que pode afectar directamente tanto o calor e os coeficientes de transferência de massa, é também um factor chave. Além disso, o fluxo muda a reologia da área de contacto do fluxo de fluido com a granel.

Introduction

Lamas de gelo são amplamente utilizados na indústria, e uma aplicação particularmente bem sucedida é a tecnologia de raspagem de gelo ^{1, 2.} Em comparação com a espuma convencional e porco sólido, o porco gelo pode viajar através topologias complexas a uma grande distância devido ao efeito de lubrificação da fase líquida e a elevação do seu ponto de congelamento, como alguns dos cristais de gelo derreter ^{3, 4, 5} . Mesmo se o porco fica preso, pode-se simplesmente esperar que as suspensões de gelo a derreter e re....

Protocol

Cuidado: Existem dois produtos químicos venenosos, de metanol e de etileno-glicol, utilizadas nestas experiências. O metanol pode ser metabolizado no corpo humano para gerar formaldeído e, em seguida, com o ácido fórmico ou sal de formato. Estas substâncias são venenosas para o sistema nervoso central e podem mesmo causar a morte. Etileno glicol pode ser oxidado para se obter o ácido glicólico, o que pode, em seguida, se transformar em ácido oxálico. Isto pode causar falha renal e morte. Não beba estes produtos químicos. Consulte um médico imediatamente se ocorrer um acidente.

1. O Sistema de Arrefecimento

NOTA:....

Results

A Figura 1 compara os efeitos de água introduzido na superfície da solução salina a água injectada através da salmoura. No cenário "gelo-tampão", o gelo formado é sólida porque a água não se misturam muito com o fluido a granel. A diferença de temperatura e densidade entre os dois fluidos gera força de empuxo sobre a água e os impede de mistura. Ambos os fluidos são estáticas (por exemplo, a transferência de calor é muito maior do que a da massa; Sc ≈ 500, Pr ≈ .......

Discussion

O processo de geração de gelo usando solução salina como um refrigerante secundário envolve a combinação de calor e transferência de massa. Se a transferência de calor é maior, então as formas de gelo antes que a água tem a chance de se misturar com o fluido a granel. Observou-se que, quando existe um movimento relativo entre a água introduzida e a salmoura grandes quantidades de repouso (isto é, injectando água dentro da solução salina), o fluxo ajuda a transferência de calor e encoraja a formação de gelo rapi.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
DMA 4500 M	Anton Paar	81546022	Medidor de Densidade
GELATO Chef 2200	magimix	0036500504R13	Sorveteira
280D	FREEZE MASTER	241-1441	Freezer de Tubos
M17.5X2	MÁQUINAS DE GELO AZUL	GK924	Máquina de Filhote de Cachorro Lamacento
HH68K	OMEGA	140045	Termômetro
OHAUS	TS4KW	1324	Escala
ZFC321WA / BNI225	ZANUSSI	920672574-00	Freezer
EIS Aquecedor Matrix	Vauxhall	214720041	Trocador de Calor
2500LPH	JBA	AP-2500
Seringa de vidro	FORTUNA Optima		100 mL
OAT concentrado	refrigerante wilko	P30409014	Etilenoglicol
sal puro a vácuo seco	INEOS Enterprise	1433324	NaCl Sal
Methylated Spirits	Barrettine	1170	Metanol