温湿度对铝表面水珠冻结影响的实验研究

水珠冻结导致换热器表面结霜会恶化传热效果,为了研究冷链运输过程中不同温湿度条件下铝表面水珠的微观生长和冻结过程,课题组搭建了恒温恒湿结霜显微成像实验台,采用预冷却的方法,实验研究了以半导体制冷片为冷源的水平铝表面的水珠冻结情况。结果表明:在温度为10~15℃时,冷表面结霜过程中冻结水珠的数量及冻结总时间随温度增加而减小;当相对湿度为50%~70%时,相对湿度为70%时的冻结水珠数量小于相对湿度为50%时冻结水珠的数量,冷表面水珠冻结时间随湿度增加而减小。最后得出结论:温度升高时冻结时间减少是由表面张力减小带来的势垒减小导致,湿度增加时冻结时间减少是由相变驱动力增加导致。

波纹表面结霜的实验研究

结霜工况下,换热器翅片表面结霜会增大换热热阻,堵塞空气流道。在低温高湿条件下对波纹表面的结霜过程进行了实验研究,分析了冷面温度、湿空气流速及波纹结构等因素对波纹表面冷凝水珠冻结和霜层生长的影响。结果表明:冷面温度越低,冻结的冷凝水珠越小,冻结时间也越短;冷面温度越低或湿空气流速越快,霜层生长越快;在相同的实验条件下,波纹表面上霜层的高度比平直表面的低。

超声波影响初始霜晶生长的微观可视化研究

试验研究了超声波对平板表面结霜初始阶段霜晶生长的影响.对自然对流条件下施加20kHz频率的超声波和未施加超声波两种作用机制下平板表面结霜初始阶段冻结水珠的形态、分布以及水珠冻结后水珠表面霜晶的生长进行了微观可视化研究.对有无超声波作用的不同冷表面温度下水珠冻结粒径的大小以及水珠分布的疏密进行了对比分析.同时对有无超声波作用下水珠冻结后水珠表面霜晶的生长进行了对比观测.试验结果显示:施加超声波作用后,冻结水珠粒径显著减小,形态相对规整且接近圆形;分布相对规则且明显稀疏;水珠冻结后其表面霜晶几乎不生长.结果表明:超声波对结霜初期冻结水珠的形成以及水珠冻结后水珠表面霜晶的生长具有显著的抑制作用.