氯化钠对水冰点及冰融化速率的影响和实验研究

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固流转化理论涉及到传热学、分子动力学、工程热力学、流变学等理论学科,本文是在材料固流转化理论方向下延伸出的一部分。从冰水融化、金属熔化和岩石流变几个方面初步分析了固流转化的机理,同时分析了现有的融雪除冰的方法和技术。结合固流转化理论从最常见的水结冰和冰融化过程进行研究,通过在水中添加氯化钠测出食盐水的冰点变化,再对食盐冰进行融化实验,通过实验数据对其具体融化速率的影响程度进行量化,从而根据不同融雪除冰要求选择不同的食盐用量,尽量减少对环境的污染。利用恒温箱创造一个零下20℃的温度环境,采用Agilent数据采集器来监测食盐水结冰过程中的温度变化,通过分析采集数据得到其冰点的大小。结果证明食盐水结冰过程中,中心部分的冰点呈现梯度下降。添加氯化钠之后结冰过程与非晶体的结冰过程类似。在测量出不同固含量食盐水冰点的基础上,对食盐冰进行融化实验,将实验数据与纯净水融化实验进行对比分析。对得到的融化实验数据通过MATLAB中的CFTOOL工具箱进行插值拟合,并对拟合曲线进行残差分析,比较分析得到最优的量化关系式,从而得到不同固含量的氯化钠对冰的融化速率的量化关系式。最后利用FLUENT对添加食盐之后的冰块模拟仿真,并与实验数据进行对比分析。
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