表面润湿性对霜层传递特性影响可视化实验研究

霜层传递是表面冷凝结霜初期一个关键环节,在整个表面结霜过程中至关重要。为研究冷凝结霜过程中表面润湿性能与霜晶传播过程、速度的关系,搭建了微观可视化结霜实验测试平台,根据实验所需制备了三种不同润湿性能的高反射率表面。表面霜层传递过程大致分为两个阶段,即液滴内霜晶传播和液滴间冰桥传播。实验发现影响冰桥传播速度的主要原因是冰桥与液滴的间距L。当冰桥与液滴间距由16μm减小为2μm时,冰桥传播速度从2μm/s快速地升至12μm/s。测试了不同润湿性能表面上冷凝结霜过程和霜层的整体传递速度,研究发现,超疏水表面凝结液滴的分布特征和冰桥传播系数的明显差异是导致超疏水表面结霜过程中霜层传递缓慢的主要原因。揭示了影响霜层传递以及抑制结霜的关键因素,即超疏水表面液滴尺寸分布特性,为抑霜表面的设计和优化提供了思路和基础。