Étude expérimentale des caractéristiques de la flash évaporation statique de la solution d'éthanol sous l'effet des nanotubes de carbone à parois multiples

Zhang Xuelai ,  

Jia Xiaoya ,  

Wang Zhangfei ,  

Zheng Qinyue ,  

Gan Wei ,  

Han Xingchao ,  

Jotham Muthoka Munyalo ,  

摘要

Afin d'explorer les conditions optimales pour la préparation industrielle sous vide de glace binaire, cet article, basé sur la théorie de la flash évaporation statique, a conçu et construit un système expérimental de congélation par flash évaporation sous vide d'une solution d'éthanol en conditions d'adsorption solide. Sous une même pression initiale (100 Pa), l'influence de différentes concentrations d'éthanol, de la température ambiante et de la taille des nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) sur les caractéristiques de la congélation par flash évaporation statique a été étudiée. Les résultats montrent que l'ajout d'éthanol permet d'éviter la recristallisation tout en réduisant le surrefroidissement de la congélation par flash évaporation sous vide de l'eau distillée. Une concentration élevée d'éthanol n'est pas favorable à la congélation par flash, alors que la solution d'éthanol à 5 % en masse présente des caractéristiques de flash stables et peut réduire le surrefroidissement de l'eau distillée de 60,62 %, ce qui la rend plus appropriée pour la congélation par flash statique. Avec l'augmentation de la température ambiante, la quantité d'évaporation par flash dans la chambre augmente, le taux de flash passant de 25,45 % à 44,04 % lorsque la température passe de 10 ℃ à 20 ℃. Une température ambiante plus basse favorise la congélation par flash sous vide. Avec la diminution de la taille des particules de MWCNT ajoutées, le surrefroidissement de la solution d'éthanol diminue ; lorsque le diamètre extérieur du MWCNT est compris entre 5 et 18 nm, la teneur en glace dans la flash évaporation sous vide augmente de 51,45 % par rapport à la solution d'éthanol à 5 % en masse et de 38,22 % par rapport à l'eau distillée. Le surrefroidissement diminue respectivement de 24,36 % et de 70,21 % par rapport à la solution d'éthanol à 5 % et à l'eau distillée, montrant une efficacité significative pour réduire le surrefroidissement et augmenter la teneur en glace.

关键词

solution d'éthanol; vide; évaporation; surrefroidissement; teneur en glace

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