[發明專利]一種提高水過冷度的方法及其應用和采用該方法的裝置

無效

• 申請號: 200910014930.1
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101551177A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 趙紅霞;匙明申;韓吉田;邵莉;王美霞
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00;F25C1/00
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張 勇

技術領域

本發明涉及一種提高水過冷度的方法及其應用和采用該方法的裝置。

背景技術

過冷水動態制冰是一種新的制冰方式。與傳統的靜態制冰方式相比，傳熱效率高，能耗低；而制取的動態冰(冰漿)可以用泵直接輸送，減小了系統管路尺寸。目前該方法存在的問題是如何提高水的過冷度，從而防止水在過冷器中結冰發生冰堵。已有的提高過冷度的方法包括超聲波法(ZL200520066480.8)、表面涂層法(00103341.7)等，都不能很好的控制水的過冷度。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種用交變磁場作用于過冷水，引起水分子的振動，從而使其在一定的溫度下也不會結冰的提高水過冷度的方法及其應用和采用該方法的裝置。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種提高水過冷度的方法，它由靜磁場和交變磁場疊加產生一個單一方向磁場，其中靜磁場在1-20000Gs之間，交變磁場以靜磁場值為參考交替變化，變動幅值在靜磁場值的5％到15％；交變電磁場作用于水分子上，誘導水分子內磁矩產生規則排列，以利于水分子內電子的運動，提高熱傳導性能，使熱量迅速在水內傳遞；在水被冷卻的過程中施加磁場作用，在水分子到達過冷態后，進一步冷卻從而提高水的過冷度。

所述靜磁場由永久磁鐵或者恒定電流通過電磁線圈產生；交變磁場可由交變磁場或交變電場或電磁輻射直接產生。

所述交變磁場的頻譜范圍在1kHz到1000kHz。

一種提高水過冷度的方法在過冷水連續法生產冰漿中的應用，在通常的過冷器上加上電磁場，調整電磁場強度，可控制及提高過冷水過冷度，從而解決冰堵。

一種采用提高水過冷度方法的過冷裝置，該裝置包括過冷器內管，過冷器內管外部是過冷器外管，過冷器外管的上部設有冷水進口，過冷器外管的下部設有過冷水出口，過冷器內管中充有冷媒；所述過冷器外管上套裝磁場裝置，該裝置包括永久磁鐵和電磁線圈。

本發明所述磁場由靜磁場和交變磁場疊加產生的單一方向磁場，靜磁場要求在1-20000Gs之間，交變磁場以靜磁場值為參考交替變化，變動幅值在靜磁場值的5％到15％。靜磁場可由永久磁鐵或者恒定電流通過電磁線圈產生；交變磁場可由交變磁場、交變電場或電磁輻射直接產生。磁場頻譜范圍在1kHz到1000kHz。交變磁場作用于分子上，會誘導分子內磁矩產生規則排列，有利于分子內電子的運動，從而能夠提高熱傳導性能，從而熱量能夠迅速在水內傳遞。在水被冷卻的過程中施加磁場作用，水分子會很快到達過冷態。而進一步的冷卻會使過冷水開始凍結。當自由水分子被冷卻的時候，隨著溫度的降低，其熱運動逐漸變弱。當溫度接近零度的時候，熱運動變得更弱。此時由于電子旋轉所引起的熱運動就占據統治地位。然而，由于電子自旋的成對出現，其對熱運動的影響通常被相互削弱了。因此自由的水分子被固定在氫鍵上，冰晶開始形成。但是，在施加單一方向電磁場的情況下，由于電子自旋都變為同向，此時由于電子自旋引起的熱運動不是被相互削弱，反而相互增強，從而增強了分子的熱運動。當溫度被降低到通常冰晶開始形成的時候，由于磁場對分子熱運動的加強此時結晶并沒有開始，水分子被帶到一個過冷狀態，而且其過冷度比通常結冰所需過冷度更低。當溫度再進一步降低，冰晶才開始形成。因而單一方向的磁場作用于過冷水，可以增加水的過冷度，防止結冰。

將該方法應用于過冷水連續法生產冰漿，其實施實例如下：在通常的過冷器上加上磁場，調整磁場強度和頻率，可控制及提高過冷水過冷度，從而解決冰堵問題。

本發明的有益效果是：方法簡單，可有效提高過冷水的過冷度，從而防止冰堵現象的發生。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

其中，1.冷水進口，2.電磁線圈，3.固定桿，4.永久磁鐵，5.過冷器外管，6.過冷器內管，7.內管進口，8.過冷水出口，9.內管出口。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

一種提高水過冷度的方法，它由靜磁場和交變磁場疊加產生一個單一方向磁場，其中靜磁場在1-20000Gs之間，交變磁場以靜磁場值為參考交替變化，變動幅值在靜磁場值的5％到15％；交變電磁場作用于水分子上，誘導水分子內磁矩產生規則排列，以利于水分子內電子的運動，提高熱傳導性能，使熱量迅速在水內傳遞；在水被冷卻的過程中施加磁場作用，在水分子到達過冷態后，進一步冷卻從而提高水的過冷度。