热科学与技术

作者：张振迎,王世琪,武雨萌,张派伟,黄春松

单位：华北理工大学,华北理工大学,华北理工大学,华北理工大学,华北理工大学

关键词：冰场,浇冰过程,传热传质,相变,动态边界,

基金：河北省省级科技计划项目(20474501D)；唐山市科技创新团队项目(21130202D)

针对人工冰场浇冰过程，建立了非稳态相变传热传质模型，研究了浇冰厚度、冰上运动和浇冰次数对冰面热流、冷管热流和冷管壁温的影响。模型中浇冰厚度在0.5 mm到1.5 mm，浇冰次数为1至3次，冰场工况分别为速滑、冰球和花样滑冰比赛工况。结果发现：浇冰第一阶段由传质释放的热量占浇冰总热量的90%；第二阶段由于潜热释放表面热量向外界传递，表面热流达到峰值；表面恢复到所需冰温所需时间约为20 min，而热量需要200 min以上才能达到稳定。还发现：三种冰上运动，随着冷管温度从-16 ℃增加到-9 ℃，浇冰时间从19.3 min增加到25.7 min，而冷管表面热量的峰值从500 kW减少到371 kW，冷管温度增加1 ℃，冷管表面热量减少17 kW-20 kW；随着浇冰次数的增加，任何厚度都会存在热量积累，厚度为0.5 mm-1.5 mm时，第二次浇冰相比第一次浇冰冷管表面热量增加了5 kW-34 kW，但是第一次浇冰对第三次浇冰影响较小，冷管表面热量变化在第二次浇冰后呈周期性变化。

来源：2025年第4期

《热科学与技术》期刊编辑部

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