(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210653001.0 (22)申请日 2022.06.09 (71)申请人 浙江工业大 学 地址 310014 浙江省杭州市拱 墅区潮王路 18号 (72)发明人 吕飞　涂存祯　张建友　丁玉庭　 陆钟超　 (74)专利代理 机构 杭州天正专利事务所有限公 司 33201 专利代理师 王幸祥 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/10(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06T 17/20(2006.01)G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 带有防冰堵刮板结构的流态冰蒸发器及其 建模仿真方法 (57)摘要 本发明公开了一种带有防冰堵刮板结构的 流态冰蒸发器及其建模仿真方法， 所述蒸发器包 括中空的筒体、 转轴以及分布在转轴上的刮板， 转轴安装在筒体内的中心位置， 刮板随转轴同步 转动， 筒体的顶部设有制冰溶液出口， 底部设有 制冰溶液进口， 筒体侧壁下方设置有制冷剂进 口， 侧壁上方设置有制冷剂出口， 其特征在于， 所 述刮板设置两块， 两块刮板相对转轴对称布置， 所述刮板上设置有一串通孔， 所述通孔间隔设 置， 一串所述通孔的中心点连线在同一直线上， 所述中心点连线与所述转轴平行。 本发明提高刮 板刮削式流态冰机的换热效率， 并在一定程度上 防止冰堵的发生， 刮板结构简单， 避免了资源的 浪费， 以较低的成本弥补了传统刮板流态冰机的 缺陷。 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 CN 115270543 A 2022.11.01 CN 115270543 A 1.一种带有防冰堵刮板结构的流态冰蒸发器， 包括中空的筒体、 转轴以及分布在转轴 上的刮板， 转轴安装在筒体内的中心 位置， 刮板随转轴同步转动， 筒体的顶部设有制冰溶液 出口， 底部 设有制冰 溶液进口， 筒体侧壁下方设置有制冷剂进口， 侧壁上方设置有制冷剂出 口， 其特征在于， 所述刮板设置两块， 两块刮板相对转轴对称布置， 所述刮板上设置有一串 通孔， 所述通孔间隔设置， 一串 所述通孔的中心 点连线在同一直线 上， 所述中心 点连线与所 述转轴平行。 2.如权利要求1所述的一种带有防冰堵刮板结构的流态冰蒸发器， 其特征在于， 一串所 述通孔等间距排布， 每 个通孔是六边形孔洞。 3.一种如权利要求1或2所述的带有防冰堵刮板结构的流态冰蒸发器的建模仿真方法， 其特征在于， 具体包括如下步骤： 步骤一： 定义蒸发器的参数： 包括选定蒸发器尺寸、 转轴直径、 单个刮板的宽度、 六边形孔洞的长和宽以及两孔洞中 心的间隔距离； 步骤二： 建立模型： 建立去除制冷剂通道简化后的刮板刮削式蒸发器模型， 并选定蒸发器制冰溶液的进口 直径和出口直径， 内部制冰溶 液通道的长和宽； 步骤三： 划分网格： 通过SolidWorks建模后导入ICEM ‑CFD网格划分软件进行网格划分， 壁面采用非结构网 格划分， 流体域及刮板采用结构网格划分； 步骤四： 仿真模拟： 设置仿真参数： 包括设定MRF和 PBM模型的制冰溶液的物性参数， 物性参数包括密度、 比 热、 导热系数以及 粘度， 设定转轴转速， 设定进口温度， 制冰 溶液进口采用速度进口， 出口采 用压力出口； 采用多重参考系MRF模型对蒸发器进行换热模拟， 对比分析蒸发器内流体换热过程中 温度的分布状况； 采用群体平衡PBM模型对蒸发器内同尺寸冰晶结晶质量进行对比； 其中湍流模型选择RNG  k‑epsilon模型， 压力速度耦合采用标准SIMPLE方法， 压力插值 选择预压交错选项方式； 所述RNG k‑epsilon模型动量方程 为： 式中： 偏微分符号； ρ： 密度， 单位为kg/m3； t： 时间， 单位s； ui： 对应方向的流速， 单位m/s； C： 常数， 其中C1ε＝1.42,C2ε＝1.68； k为湍动能(J)； ε为耗散率(％)； xi和xj为x， y坐标； Gk为引权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270543 A 2起的湍流动能的产生 量； ak， aε为k和 ε 的反向有效普朗特 数； μeff为湍流粘性(N ·s/m2)。 4.如权利 要求3所述的建模仿真方法， 其特征在于， 所述MRF和PBM模型的制冰溶液均采 用3.5％的盐水模拟海水。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270543 A 3