假设以不同的流速向很冷的容器里注水结冰,结冰的速度可以计算吗?如果可以怎么计算呢?


可以计算,和过冷度、水的传热系数和相变潜热有关。

具体可以学习《传热学》,粗略的学习的话可以查看《化工原理》的相关章节。


并不会固体物理 更不会固体表面物理

谢邀。我认为(只是认为)应该不是固定的。

简单阐述一下原因吧

  1. 提升单位温度需要的能量不一样:冰和水的比热容不一样
  2. 单位时间内获得的能量不一样:温度不同所以温度差不同,并且水和冰的thermal conductivity不同

计算的话列differential equation,simulation的话用finite element analysis

之前做的一个研究里面有详细研究晶体融化的过程(有理论计算也有FEA的computer simulation)。我可以负责任的说 在恒温(&>0°C)的情况下,冰融化为水的过程中,单位时间内转化的分子是不同的。个人认为结冰和融化是一个可逆过程。于是我认为单位时间中转化为冰的水分子数量是不固定的。


不可计算或者偏差太大以至于没有什么用

凝固形核分为均匀形核和非均匀形核,这个容器底和容器壁非均匀形核占主导地位。但形成的冰晶会被冲刷下来,到中央部分去,这时候他们就成为了结晶核慢慢长大,也有可能会融化单纯来说,就这一个有关冲刷剥落的随机因素就足以使得计算太复杂,或者说就是没法算。还有很多随机性的因素在里面

记得当时在实验室师兄和我说「体系太复杂,你能把所用因素都考虑就去吗?没法建模,工艺摸索就这样」

所以如果是我,我会直接进行摸索,做实验做回归

肯定不是固定的,根据勒夏特列原理,应该越来越慢,具体影响因素,包括过冷度,传热系数,相变潜热等等。举个例子,环境温度-18℃(冰箱冷冻层),一杯水冻冰的时间,环境温度-50℃(俄罗贝加尔湖,北极等)一杯水泼出去冻冰的时间(泼水成冰的视频自己搜一下),肯定不一样。理论上可以计算,但是很麻烦,可以用fluent模拟。


我说一个最通俗的,两盆规格一模一样的水,一个放在-5℃的冷库,一个放在-10℃的冷库,同样放置10小时,题主你猜猜看哪盆水的冰层厚?

水结冰是放热过程,融化是吸热过程,当冰、水接触部分稳定在0℃时,过程守恒亦冰不在增加


根据勒夏特列原理,是不会固定的,应该是原来越慢。
不是,水结冰是结晶的过程,结晶是晶体生长的过程。晶体生长受很多因素影响,生长速度肯定不一样?
高等化工原理结晶会有描述吧?
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