邵佳栋，周文杰，郝 帅，许文柱，周延锁

（1.杭州电子科技大学能量利用与自动化研究所，杭州 310018；2.天津大学机械工程学院，天津 300072）

0 引言

中国的乳制品加工正在从量产转型为质产。为了减少乳品加工生产过程中的碳排放，提高乳制品质量，关键环节是冷却。冷却的目的是为了在高温杀菌后迅速降温以保证乳品的质量。对国内乳制品加工生产情况的调研发现[1]，为了满足乳制品冷却需求，我国往往采用大型冷水机组来提供冷源。目前，集聚式冷水机组已经能够满足现阶段乳制品加工日益增长的冷源需求，但是该方法存在不可忽视的缺点[2]：（1）冷却速度慢且冷却过程中温度不稳定；（2）冷水机组频繁开停机使其寿命减少的同时用电量增加；（3）所需电功率大，增加了电网负荷；（4）制冷系统自动化程度低，生产效率低。

冰浆由一定体积分数的冰和冷水组成，其相变潜热较大，比冷水的蓄冷能力和制冷效果好。研究表明，冷水机组须增加80%～350%的流量才能达到与冰浆制冷系统相同的制冷效果[3]。同时，冰浆制冷系统中包括冰浆储存装置，该装置能够在夜间储存流态冰供白天使用，节省用电成本。因此，目前在某些领域冰浆制冷系统正在逐步代替传统的制冷装置，本文通过研究不同体积分数冰浆的流动特性，为冰浆制冷系统设计提供参考意见。

1 典型冰浆制冷系统

图1为一家奶酪加工厂冰浆制冷系统的示意图。该厂每天生产9万公斤奶酪。奶酪发酵剂冷却和乳清蛋白浓缩、过滤等过程的冷却负荷估计为每天2 546 kW·h。……