多壁碳纳米管作用下乙醇溶液静态闪蒸特性实验研究

摘要

为研究用于工业真空制备二元冰的最佳工况,本文基于静态闪蒸理论,设计并搭建了一套固体吸附条件下乙醇溶液真空闪蒸制冰实验系统.在同一初始压力下(100 Pa),研究了不同乙醇浓度、环境温度和多壁碳纳米管尺寸对静态闪蒸制冰特性的影响.结果表明:乙醇的添加在防止重结晶的同时可以降低蒸馏水真空闪蒸制冰的过冷度,较高浓度的乙醇溶液不利于闪蒸制冰,5％质量浓度的乙醇溶液闪蒸特性稳定,可将蒸馏水过冷度降低60.62％,较适合静态闪蒸制冰;随着环境温度升高,闪蒸室内溶液闪蒸量增大,随着环境温度从10℃升至20℃,闪蒸率从25.45％增至44.04％.较低的环境温度有利于真空闪蒸制冰;随着添加多壁碳纳米管粒径的减小,乙醇溶液过冷度减小,当多壁碳纳米管外径为5～18 nm时,真空闪蒸的含冰率相对于5％质量浓度的乙醇溶液提高51.45％,相对于蒸馏水提高38.22％.过冷度相对于5％质量浓度的乙醇溶液降低24.36％,相对于蒸馏水降低70.21％,对于减小蒸馏水过冷度和提高含冰率效果显著.