有限空间竖直壁面的结冰特性

基于工程项目的实际需求,探究了如何在竖直实验件表面获得不同类型、均匀、可重复的冰层。首先搭建了一套喷雾结冰实验台:选择合适的空气雾化喷嘴及供水、供气设备,并匹配能够提供足够冷量的中型尺寸冷库。选择相应量程范围的各类传感器,用于监测实验过程中的温度、压力等参数。然后,依托喷雾结冰实验台研究了喷嘴喷雾的结冰特性。通过调节喷嘴水、气管路入口压力改变喷嘴喷雾水流量与喷雾粒径,匹配不同的环境温度,在实验件表面得到了不同覆冰类型的冰层,并对相应的工况进行了实验可重复性验证。最后,对背景项目所需要的结冰效果进行了工况探索,为项目设计实施方案的选择提供支持。

旋转锥体表面积冰实验研究

通过小型冰风洞开展了发动机整流罩缩比模型即旋转锥体表面积冰可视化实验研究,获得了不同温度、锥体转速和液态水含量条件下不同时刻的霜冰、瘤状冰和刺冰三种类型积冰形貌,并且通过分析单个水滴在锥体表面的受力和传热进行了水滴的运动和凝固分析,结果表明温度越低水滴完全凝固所需的时间越短,当温度较高时,由于转速较大,锥体表面的未完全凝固液滴会在离心力作用下脱离锥面并在脱离的过程中凝固从而形成刺状结冰。