翅片表面融霜水滞留机理及其影响因素

为研究空气源热泵除霜过程中翅片表面融霜水的滞留现象,理论分析了滞留融霜水形成的原因,构建了结霜-融霜实验平台,对具有不同表面特性的4种翅片试样进行了结霜-融霜实验,分析了翅片表面特性、结霜程度和融霜温度对融霜水滞留的影响。结果表明,各表面的滞留融霜水分布特性有显著区别:融霜水在亲水表面铺展形成薄薄的水膜,而在超疏水表面凝聚成较小的球形水珠,且分布稀疏。滞留水量随着接触角滞后的减小和接触角的增大而减小,超疏水表面的滞留水量比亲水表面减少了79.82%。普通铝表面的滞留水量及其分布受结霜程度影响,而超疏水表面则不受其影响。改变融霜温度对翅片表面的融霜水滞留几乎没有影响。

疏水性铝翅片表面的结霜/融霜特性

为了揭示疏水性铝翅片表面特性对结霜/融霜过程的影响规律,构建翅片结霜/融霜实验平台,制备接触角为90°~160°的4组疏水性铝翅片,并对其表面的结霜/融霜特性进行研究。研究结果表明：翅片表面的接触角越大,凝结液滴越晚出现,抗凝结作用越明显。4组翅片表面霜晶形态相似,但霜层高度区别明显,接触角越大,霜层越薄,抑霜效果越好。翅片表面的接触角和接触角滞后对凝结液滴及融霜滞留液滴的形状、尺寸和分布密度具有重要影响。此外,疏水性强的翅片,表面融霜过程快且滞留水少,接触角为160°的表面其滞留水比接触角为98°的表面减少79.82%。因此,采用疏水性强的翅片,有利于减少蒸发滞留水耗热量和时间,从而提高热泵除霜效率。