水平阵列方微柱表面自然对流的结霜特性研究

本文制作了微机械加工的阵列方微柱金属表面,实验研究了其在环境温度Tatm=24℃,相对湿度RH=17%,不同冷表面温度(Tw=-5.2、-10.1、-15.2℃)及不同试件尺寸时,自然对流条件下的结霜特性,分析了表面温度和持续时间对霜层厚度和霜重量的影响,提出了阵列方微柱表面的抗结霜机理,并通过仿真模拟进行了验证。结果表明:当冷表面温度为-10℃时,阵列方微柱表面的霜层质量比平表面降低了约32%;自然对流使微柱之间产生了空气涡旋,水蒸气会随着空气涡旋流动而无法在凹槽内停留,霜仅形成在微柱顶部,凹槽内不结霜,从而显著减少了有效结霜面积;当微柱间距L过大时,凹槽内会形成冷凝液滴并结霜。