Estudo experimental das características da evaporação instantânea estática da solução de etanol sob a ação dos nanotubos de carbono de múltiplas paredes
摘要
Para investigar as melhores condições operacionais para a preparação industrial a vácuo de gelo binário, este artigo, baseado na teoria da evaporação instantânea estática, projetou e construiu um sistema experimental de congelamento por evaporação instantânea a vácuo de solução de etanol sob condições de adsorção sólida. Sob a mesma pressão inicial (100 Pa), foi estudado o efeito de diferentes concentrações de etanol, temperatura ambiente e tamanho dos nanotubos de carbono de múltiplas paredes (MWCNT) nas características da congelação por evaporação instantânea estática. Os resultados indicam que a adição de etanol previne a recristalização e, ao mesmo tempo, reduz o sobre-resfriamento da congelação por evaporação instantânea a vácuo da água destilada. Altas concentrações de solução de etanol não são favoráveis para a congelação por evaporação instantânea; a solução de etanol a 5% em massa apresentou características de evaporação instantânea estáveis e conseguiu reduzir o sobre-resfriamento da água destilada em 60,62%, sendo mais adequada para a congelação por evaporação instantânea estática. Com o aumento da temperatura ambiente, a quantidade de evaporação instantânea na câmara aumentou, com a taxa de evaporação instantânea aumentando de 25,45% para 44,04% ao aumentar a temperatura de 10 ℃ para 20 ℃. Temperaturas ambientes mais baixas são favoráveis para a congelação por evaporação instantânea a vácuo. À medida que o tamanho das partículas de MWCNT adicionadas diminui, o sobre-resfriamento da solução de etanol diminui; quando o diâmetro externo dos MWCNT é de 5~18 nm, a taxa de conteúdo de gelo da evaporação instantânea a vácuo aumentou 51,45% em comparação com a solução de etanol a 5% em massa e 38,22% em comparação com a água destilada. O sobre-resfriamento diminuiu 24,36% e 70,21% em comparação com a solução de etanol a 5% e a água destilada, respectivamente, demonstrando um efeito significativo na redução do sobre-resfriamento da água destilada e no aumento do conteúdo de gelo.
关键词
solução de etanol; vácuo; evaporação; sobre-resfriamento; teor de gelo
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