冰浆作为一种具有良好换热性能和流动性能的高密度蓄冷及快速降温介质,可广泛应用于建筑蓄冷空调、工业冷却、食品保鲜、医疗急救等领域。本文针对过冷水法制冰技术仍存在过冷却器内易发生结冰行为的问题,搭建了一套冰浆制取系统,开发了两款可视化平板过冷却器,对过冷却器内结冰行为进行了研究,主要研究内容和结论如下:（1）自行设计的含两款可视化平板过冷却器的动态制冰实验装置,可实现对过冷却器内各区域结冰情况的观测,为探究过冷却器内的结冰行为提供了一种新型有效的实验手段。（2）提出无量纲距离（d）并建立轴向壁温与d的关系式。通过实验研究,获得用d描述的微型平板过冷却器内优先发生结冰行为的区域及其局部条件。（3）实验研究发现微型平板过冷却器内存在两种典型结冰行为:结冰行为Ⅰ表现为管路发生冰堵后过冷却器内结冰,可实现制取冰浆;结冰行为Ⅱ表现为过冷却器内发生结冰,系统无法制取冰浆。与之不同的是,优化后的小型平板过冷却器内不存在上述结冰行为,而是存在新的结冰行为,称为结冰行为Ⅲ,表现为连续制取冰浆一段时间后,过冷却器内发生结冰。（4）实验研究载冷剂进口温度和制冰溶液流量对结冰行为的影响,结果表明载冷剂进口温度过低、制冰溶液流量过大或过小均会促进结冰行为Ⅱ的出现,不利于系统制冰稳定性。当发生结冰行为Ⅲ时,载冷剂进口温度过低,会促进制冰溶液获得更大的过冷度,减少制冰系统的过冷持续时间,制冰溶液流量则对出口溶液过冷度和系统过冷持续时间的影响不显著。（5）实验研究氯化钠和乙二醇溶液浓度对结冰行为Ⅲ的影响,结果表明两者对结冰行为Ⅲ的影响具有较大的相似性。各区域发生结冰时的壁温随两种添加剂浓度的增大而减小,系统过冷持续时间随两种添加剂浓度的增大呈指数增长。（6）对小型平板过冷却器内的结冰机理进行了数值分析,研究发现在流动和换热共同影响下,在近壁面处存在极薄的温度突变层,该温度层内制冰溶液过冷度较大,且具有很大的温度梯度,当制冰溶液流量为0.5 m~3·h-1、载冷剂进口温度为-6℃时,制冰溶液侧存在厚度为0.22 mm、温度梯度高达9℃/mm的温度层。该温度层的存在,使得该处制冰溶液成核所需的形核能减小、相变驱动力增大,从而促使结冰发生,因此该温度层是诱导过冷器内发生结冰的关键原因。