霜层
- 超临界压力下空温式气化器传热特性分析
Hermes假定霜层为一种多孔介质,并参照结合质能平衡方程构建了结霜数值模型,分析了不同运行参数对霜层物性的影响。意大利研究人员 Fossa实验研究了竖直冷板的自然对流结霜发生,数据表明,随着时间增加,结霜严重,随着湿度的增加,结霜恶化,但冷表面温度对结霜影响较小。美国研究学者Gavelli借助 CFD 特定方法预测 AAV 作用下雾云的生成、散布和完全消失,在确定达到流量空气饱和时应当需要什么条件使用了适度计量方法。澳大利亚研究人员Sun等相关人员建立了
山东化工 2023年22期2024-01-10
- 非饱和岩体裂隙中冰层生长试验及单个裂隙壁面上的结霜模型研究
显著的结霜现象，霜层厚度在7～10 mm；当将两个试块拆开后，预制垂直裂隙中有显著的冰层生长现象，如图3 所示。此外，试样负温区出现4 条新增裂隙，分别为试块A上的水平裂隙A-1，垂直裂隙A-2及试块B上的水平裂隙B-1 及B-2，这些新增裂隙中均有薄冰层存在，其中3条水平裂隙可能是试块内水分迁移和冰分凝所导致，垂直裂隙则可能是原位冻胀导致。为了判断预制垂直裂隙中液态水迁移高度及位置，马氏瓶中添加了红色荧光染料，由图3可以看出，裂隙壁面上液态水迁移的最大高
冰川冻土 2023年4期2023-10-05
- 冷表面温度对超疏水翅片结霜特性与抑霜性能的影响
问题[1-3]。霜层的生长导致热泵机组工作状况恶化、制热性能衰减，严重影响制热效率与运行稳定性[4-6]。翅片表面经超疏水改性后可延迟结霜初始凝结液滴形成与冻结以及霜晶传递，从而抑制霜层生长[7-10]，为解决空气源热泵结霜问题提供了有效途径。因而揭示超疏水翅片的结霜特性与抑霜机理，已成为抑霜研究的前沿热点。冷表面温度是影响结霜过程的重要因素之一。Cui Jing等[11]通过建立三维晶格玻尔兹曼模型研究了冷表面温度对超疏水表面结霜过程的影响，结果表明，冷
制冷学报 2022年6期2022-12-22
- 基于成霜驱动势冷板霜层生长的数值研究
。文献[1]根据霜层生长初期与树枝生长的相似性,基于有限扩散聚集(diffusion-limited aggregation,DLA)模型建立结霜分形模型,并利用该模型模拟空气流速、冷表面接触角对结霜的影响,但并未引入表面粗糙度对结霜的影响;文献[2]基于DLA模型,在MATLAB平台上建立霜层生长分形模型,模拟深冷表面霜层初期生长过程,但是并未讨论霜层导热系数随时间的变化。随着计算流体动力学(computational fluid dynamics,CF
合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年11期2022-11-30
- 强对流条件下使用p-VOF 方法的低温圆管二维结霜模拟
空气的作用，所结霜层较致密，不同于在自然对流或低速流动下所形成的晶枝结构和稀疏霜层[6]。这种预冷器的结霜也不同于飞机结冰，飞机结冰是液态过冷水滴撞击机翼表面凝固为冰的过程[7-8]，而预冷器结霜是空气中的水蒸气在低温表面直接凝华为霜的过程。发展类SABRE 的组合式发动机，进气预冷器的结霜机理和抑霜技术是必须解决的难题，其中，强对流条件下低温表面的结霜特点和规律又是其基础。本文中将大于流速10 m/s 的流动称为强对流条件，以区别于目前大多数低速流动条件
空气动力学学报 2022年5期2022-11-09
- Heat Exchanger曾敏：微通道换热器结霜性能研究介绍
成密度越来越高的霜层，并逐渐影响热泵的工作性能。由于微通道换热器具有紧凑度高、体积小、质量轻、制冷剂侧阻力小、坚固耐用和换热能力强等多个优点，应用领域广泛，尤其是空气源热泵产品上应用很多，因此对微通道换热器的结霜性能研究，具有较高的价值和意义，且已经有了一定的研究进展。比如郑州大学研究的“一种新型收腰型百叶窗翅片”，可以强化传热、增强霜层均匀性。南京北大工道软件技术有限公司研究的“一种后掠型百叶窗翅片”，具有自清洁能力、抑制霜层生长等特点。还有许多国内外学
家用电器 2022年8期2022-08-30
- 低温模型表面水蒸气/CO2凝华数值模拟研究★
模型，建立了一维霜层弯曲度函数关系式方程。基于平板气流结霜物理模型[9]，可以测算出霜粗糙度和求解空气当量导热系数与霜内层导热系数的组合方程。CUI等[10]提出一种新模型来预测霜的形成和生长，借助成核理论研究潮湿空气中流动冷平板的霜特性，得到霜结构及其性质的空间和时间变化规律。QI等[11]研究氮气流动中低温表面上的痕量水蒸气结霜机制，讨论了氮气密度对霜层性质的影响。夏斌等[12]进行了快速来流条件下一维干模态结霜模拟分析，掌握单一因素对结霜的影响规律。
山西建筑 2022年17期2022-08-24
- 铝基波纹表面结霜特性实验研究
难以对翅片表面的霜层进行直接观察和测量等，目前对于翅片表面霜冻形成的实验研究，多采用平板代替平翅片作为实验对象。Sheng Wei等[4]对结霜初期表面特性对冷凝液滴生长的影响进行了基础研究，结果表明，在相同的表面温度下，相比于亲水、疏水表面，超疏水表面最晚形成冷凝液滴，且冷凝液滴半径最小，覆盖率最低，且同种润湿性条件下，冷表面液滴冻结时间受环境控制。V.S.Nascimento等[5]实验测量了不同冷表面温度、空气温度、湿度和速度下，平板和平行板上的霜层
制冷学报 2022年3期2022-06-09
- 受限流道沿程参数变化对竖直圆管表面结霜特性影响的实验研究
均匀,稳定可控的霜层生长环境,目前大多数研究都是在一个相对于结霜冷表面来说的大开放空间进行的。这种空间的特点在于气流通道高度高于霜层厚度的25倍以上。当发生结霜时,湿空气参数随时间的变化较小,沿流动方向的分布较为均匀。在这种开放空间的实验环境中,霜层的生长特性已经在不同的冷却表面,如圆筒表面、翅片、平板面上进行了广泛的探索。比如在平板表面中,自然对流条件下,低的冷却表面温度、高的湿空气温度和高的相对湿度有利于霜的生长。在低温和强制对流条件下,霜的厚度随着冷
西安交通大学学报 2022年5期2022-05-21
- 温湿度环境试验箱的转温控湿方法研究
环境试验箱的箱顶霜层； 3） 控制箱顶的温度。2 防止结露现象产生的方法2.1 降低温湿度环境试验箱内的水蒸气含量可以通过低露点气体置换法、 双蒸发器系统两种方式减少和控制温湿度环境试验箱内的水蒸气含量， 以下对低露点气体置换法进行简单的介绍。低露点气体置换法的原理是： 在低温转向高温的时候向温湿度环境试验箱内传入水蒸气含量较低的气体来有效地控制箱内的水蒸气分压， 让空气中的水蒸气析出的情况得到控制。向温湿度环境试验箱内输入的气体可以选择氮气， 高纯的氮气
电子产品可靠性与环境试验 2022年1期2022-03-09
- 套管结构对翅片管气化器结霜特性的影响
解结霜机理，研究霜层的生长规律，寻找有效延缓甚至抑制结霜的方法对工业生产和生活至关重要。国内外主要从结霜机理、除霜方法等方面进行研究。D.L.O′Neal等[2-3]的霜层传热传质方程为建立结霜模型奠定了基础。R.Yun等[4-5]通过模拟与实验研究发现热流量先升高后降低，霜晶最初阶段的生长会改变换热表面粗糙度，等效于翅片结构增强换热，在后期阶段，霜晶逐渐累积为霜层，增加传热热阻，影响传热效率。Sun Biao等[6]在不考虑低温液体相变的情况下，对翅片管
制冷学报 2022年1期2022-02-16
- 不同库温下冷库冷风机结构参数对其结霜特性的影响
影响：换热表面的霜层阻碍翅片间的空气流通，造成进风量减小，同时还增大了冷风机的导热热阻，使机组性能大幅下降[5-7]；在结霜工况下，进风量大幅度波动，容易引发风机喘振，缩短风机寿命[8]；为保证设备的制冷效率，需适时对冷风机进行除霜，而除霜所消耗能量导致系统整体效率下降[9-12]，同时，融霜热将进入冷库内部，造成库温波动，影响冷库能耗及贮藏产品质量[13-14]。为降低结霜造成的系统性能衰减，学者们进行了诸多方面的研究。王厚华等[15]通过正交试验与仿真
中南大学学报（自然科学版） 2022年12期2022-02-16
- 浅析空气源热泵抑霜方法研究进展
发器表面会结霜，霜层的存在会导致空气与翅片管之间的流动阻力增大，使得空气流通能力减弱，影响换热速率；随着霜的逐渐增厚，换热器内制冷剂的蒸发温度会逐渐下降，导致空气源热泵制热量减小，热泵制热性能逐渐降低。王伟等指出，对于低温、高湿的地区冬季使用空气源热泵供热时，室外蒸发器表面结霜迅速且结霜量多，应优先考虑抑霜。本文对空气源热泵室外蒸发器表面抑霜方法的研究进展进行概述及分析，以期对空气源热泵抑霜的研究提供一定的参考。1 抑霜方法的研究1.1 改变空气参数空气温
中国设备工程 2021年21期2021-11-14
- LNG空温式气化器结霜机理及控制技术
洋念[5]进行了霜层生长过程实验，发现模拟图像具有分形特征且随着霜层厚度的增加，分形维数随之增大。赵鹏等[6]通过实验的方法研究了单根竖直星型翅片管的结霜特性及传热特性，发现霜层的生长与空气温度、空气相对湿度等都有关系。高华伟等[7]对LNG空温式气化器气化过程进行了数值分析。LNG空温式气化器是由多根相同形式的翅片管并列组合，每根翅片管为星型结构，翅片管由8翅片或12翅片组成(本文的翅片管为12翅片)，管材多为低温铝合金，气化器布置以立式为主，其主要结构
煤气与热力 2021年8期2021-09-08
- 空气源热泵蒸发器结霜分布实验研究
面前方观察并记录霜层。采用图像处理方法得到翅片表面的霜层厚度。翅片结霜量用电子天平称量。实验系统的原理如图1所示。图1 实验热泵系统示意图1.2 设备精度与误差蒸发器通过低温冷源保证换热器入口温度维持不变，环境温湿度调节系统将实验室内空气调整到预设状态，风量测量系统控制蒸发器前空气入口流速，当空气流过被测试的蒸发器后冷凝结霜，摄像头记录翅片表面结霜形态。采用T型热电偶测量蒸发器翅片表面温度，触点直径为0.25 mm，测量误差为±0.1 ℃;内部冷源载冷剂为
华北理工大学学报(自然科学版) 2021年3期2021-07-03
- 翅片结构对换热器结霜特性影响的实验研究
开展对换热器表面霜层生长特性的研究对优化空气源热泵性能具有重要的意义。国内外学者对冷表面霜层生长特性进行了大量的研究工作。R.O.Piucco 等[2]在传统成核理论的基础上，建立了非均匀霜晶成核条件的数学模型。WU Xiaomin 等[3－4]建立了霜层生长的相变传质模型，采用Fluent 进行模拟，通过实验结果验证了模型的有效性，同时对结霜机理进行了研究，发现测试表面的裸铜和疏水层接触角越大，结霜的相变过程所需的吉布斯自由能也越大。D.Kim 等[5]
制冷学报 2021年3期2021-06-11
- 迎面风速对翅片换热器结霜特性的影响
在表面上凝结形成霜层。霜层的形成与生长不仅减少了翅片间的气流流动通道和空气流量，而且增大了翅片与空气间的传热热阻，导致换热器的换热性能下降[1]。因此掌握换热器表面结霜过程的规律，对于提高系统的换热性能极为重要。国内外学者对结霜现象的研究主要包括：①通过建立结霜数学模型，运用数值模拟方法预测霜层的特征参数如霜层厚度、霜层密度等[2-5]。②通过理论和实验分析霜层生长机理，探究霜层生长过程中的规律和影响因素[6-9]。由于翅片换热器的结霜过程是一个非定常且有
建筑热能通风空调 2021年4期2021-05-30
- 水平阵列方微柱表面自然对流的结霜特性研究
受到结霜的影响。霜层的存在对传热面危害极大。因此国内外学者一直致力于寻求有效的除霜方法。除霜方法可以分为主动除霜和被动除霜，传统的主动除霜方法通常需要耗费大量的资源，而具有特定纹理表面和界面能量的被动除霜方法通常更有效、更经济[3]。研究表明，超疏水表面具有优异的抗凝露抗结霜性能，因此是该领域研究的热点之一[4]。超疏水表面的制备方法有：溶胶-凝胶法[5-7]、蚀刻法[8-10]、浸涂法[11]、旋涂法[12-13]、阳极氧化法[14-15]、电化学沉积法
制冷学报 2021年2期2021-04-17
- 空气源热泵超疏水抑霜的机理分析及性能研究
为“霜核期”、“霜层生长期”和“霜层完全发展期”三个阶段.梁彩华、汪峰等[8]对超疏水翅片表面的抑霜机理和融霜特性做了大量可视化实验研究，提出增大疏水表面的接触角和减小滚动角有利于抑霜和化霜过程.然而，目前超疏水技术还处在实验研究阶段，需进一步探索使之能运用于实际问题.此外，是否能提出一种与超疏水技术相结合的无霜方法，或者是否可实现与废热利用相结合的综合无霜技术，目前国内外研究较少，仍有很大的研究空间.本文从超疏水抑霜机理及效果两个方面展开研究.首先利用化
西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2021年6期2021-03-14
- 疏水表面改性在换热器抑霜上的仿真实验对比
片管表面冻结形成霜层，导致机组实际制热运行的效果并不理想[1]。因此，研究一种抑霜方式的效果，对空气源热泵的实际运行具有重要的作用。近年来许多国内外学者在空气源热泵的除霜方法上进行了大量的研究和探索[2-4]，并得到了许多工程性的实验成果。且对数值模拟结霜上也具有许多预测性模型，Yang D K[5]通过将结霜过程简化为准静态过程，分别对换热管和翅片进行了计算，其将凝结的水蒸气分为增加霜层厚度和密度两部分；郭宪民、陈轶光[6-8]对空气源热泵进行结霜动态性
制冷与空调 2021年6期2021-03-07
- 石墨烯电热涂层在热泵机组抑霜/除霜上的应用研究
铜表面，可以延缓霜层生长，其微槽结构使得翅片表面排水能力更强。张青莉[5]以特氟龙+6wt%纳米石墨作为疏水性涂层材料的换热器翅片，在冬季湿度高、温度低的恶劣条件下其抑制结霜能力优势明显。Sommers A D等[6]对比分析了不同表面的结霜状况，发现疏水表面的霜层高度稍高，密度较为稀疏。梁彩华[7]等通过可视化研究发现接触角越大抑霜效果越明显，超疏水表面的霜层高度较亲水性表面减少45%。疏水性涂层翅片的融霜排液能力较普通翅片高，通过压缩机缸体的废热来对空
能源研究与利用 2021年1期2021-03-02
- 微通道换热器结霜特性及换热性能实验研究
和空气湿度是影响霜层生长速率的主要因素，保水性和表面涂层对结霜影响较小，降低翅片密度能延迟霜对翅片通道的堵塞。郭宪民等[20]研究了不同气流速度对微通道蒸发器结霜的影响，研究表明，随着气流速度的提高，蒸发器表面霜层高度逐渐减小，结霜量逐渐增大。目前，关于环境因素对微通道换热器结霜影响的研究较少，且在仅有的相关研究中，并未将湿空气温度、含湿量及换热器表面温度区分研究。为深入研究微通道换热器结霜特性，本文基于相变驱动力分析结霜机理，观察不同环境因素下冷表面霜层
制冷学报 2021年1期2021-03-02
- 磁场作用下不同润湿性表面结霜实验研究
航天等工程领域，霜层的存在会增大换热器能量损耗、降低飞行器的安全性[1-3]。因此充分研究结霜机理，探索有效的抑制结霜方法，可达到提高系统运行稳定性和降低能耗的目的。随着材料科学的迅速发展，不少学者针对疏水表面展开了抑霜研究。孙玉清等[4]发现疏水表面结霜温度比普通表面低3～5℃；吴晓敏等[5]发现疏水面上的水珠分布得较为稀疏；Jung 等[6]发现疏水表面上液滴的结晶延迟时间更长；He 等[7]研究发现疏水表面微纳结构可引起特殊振荡，阻止了凝结液滴三相线
化工学报 2020年12期2021-01-29
- 空气源热泵机组除霜问题分析
（一）热力型除霜霜层形成之后，通过提高蒸发器表面或者周围空气温度，融化霜层。依据能量来源的不同方式，分成内部能源除霜和外部能源除霜，内部能量除霜。除霜能量来源于压缩机，如逆循环除霜，热气旁通除霜，过冷蓄热除霜等。逆循环除霜是较为普遍的一种除霜模式，但它存在以下问题：①逆向运行过程蒸发器与冷凝器相互转换，与正向运行工况相差较大，压缩机与逆向循环匹配度较低，导致系统运行效率低；②逆向运行导致制冷剂流量降低，增加除霜时间；③机组除霜后期，室外侧常出现无法完成冷凝
环球市场 2021年12期2021-01-16
- 超疏水换热器抑霜/化霜性能的实验研究
在结霜问题。由于霜层的生长，室外翅片管换热器与空气间的传热热阻增大，空气流量减小，导致热泵机组的蒸发温度和压力下降，制热效率降低，严重影响机组运行稳定与安全[3-4]。因此，研究如何抑制换热器表面结霜，保障空气源热泵稳定高效运行，已成为推动空气源热泵发展的重要课题。近年来，随着表面改性技术的迅速发展，许多学者制备出具有纳米结构或微纳二级结构的超疏水表面，并将其用于抑霜研究[5-7]。当液滴置于固体表面，两者间形成的夹角称为表面接触角θ。当θ 150°，为超
河北工程大学学报(自然科学版) 2020年4期2021-01-04
- LNG空温式气化器除霜判定指标及标准研究
的空气通道完全被霜层堵塞，导致气化器传热性能极度恶化，严重影响气化站的安全运行[3-4]。同时，传热性能恶化，出口温度降低，空温式气化器后串联的水浴式辅热器对天然气进行再热，增加了能耗。因此确定合理的LNG空温式气化器切换运行周期——除霜周期，不仅可以保障气化站的安全运行，而且可以提高经济性[5]。目前，判定LNG空温式气化器除霜的方法主要有两种：经验法和定时法。经验法主要依据气化器出口温度判定气化器除霜。当气化器出口温度比环境温度低一定值时，气化器切换运
煤气与热力 2020年11期2020-11-18
- LNG空温式气化器传热问题的研究进展
包含了对翅片管外霜层的出现及生长特性分析，同时还有将空温式翅片管束作为统一整体进行传热研究。这些研究成果不仅有利于从更深层面揭示空温式气化器传热问题的本质，也可进一步推动气化器技术的发展应用，对于气化器的开发、设计、制造、运行和维护具有切实的借鉴意义，为未来无人化值守和智能化控制奠定基础。因此，笔者从空温式气化器的传热问题切入，通过对空温式气化器当前所面临的问题进行分析，然后对上述的研究内容进行综述，评述当前的研究成果以及不足之处，最后对气化器的发展进行展
天然气工业 2020年6期2020-07-02
- 空气源热泵系统结霜及除霜实验研究
翅片表面特性以及霜层结构等众多影响因素[1]。更重要的是，结霜会导致换热器传热热阻增大、空气流量减少、换热能力降低等问题，因此换热器表面结霜到一定程度时需要转换为除霜模式[2]。目前空气源热泵常用的除霜方式有电热法、逆循环法等，然而在实际工程运用中，采用这类除霜方式时往往存在化霜水清除不彻底的情况，当机组重启制热模式时，换热器表面的滞留水会使得结霜状况更加严重，甚至会对换热器造成破坏。这不仅大大降低了空气源热泵系统工作效率及用户的热舒适度，也造成了巨大的能
科学技术创新 2020年12期2020-06-22
- 翅片换热器表面霜层质量生长特性及平均堵塞率的试验研究
的换热效果会随着霜层质量的生长及堵塞率的上升而逐渐变差，以至于影响整个系统的制热性能。因此，研究换热器表面霜层质量生长特性及翅片堵塞率是优化换热器除霜规律和确保空气源热泵系统稳定且高效工作所必须考虑的关键性问题。换热器表面结霜一方面增加了换热热阻和空气流动阻力，降低了热泵系统的制热量和可靠性；另一方面，由于与结霜周期不匹配的周期性停机除霜也会进一步减小空气源热泵系统的工作效率。目前，出于对翅片换热器模型的简化以便于研究的原因，进而国内外学者对冷平板表面霜层
流体机械 2020年4期2020-05-12
- 空温式气化器综述
论上预测翅片管外霜层增长成为大多数学者研究的问题。本文通过平板结霜的计算来进行翅片管外的结霜预测。在结霜的过程中，质量一部分用来增加霜层厚度，一部分用来增加霜层密度，热流密度分为显热和潜热，显热即是空气侧和接触面结霜侧的温度差，潜热分为两个部分：一部分是从近壁面空气侧空气中的水蒸气凝华放出的热量，还有一部分是用来增加霜层密度的水蒸气在霜层内部释放出来的热量。霜层物性的计算如下：式中：ρice为冰的密度（kg/m3）；ρa为空气的密度（kg/m3）；ψ 为霜
云南化工 2019年9期2019-11-11
- 自然对流条件下冷表面结霜的实验研究
解结霜机理，研究霜层的生长规律，有效抑制结霜的方法对工业生产和生活至关重要。Y. Hayasi等[1]将结霜过程分成初始晶核形成阶段、霜层生长阶段和霜层充分生长阶段。吴晓敏等[2]从形核的概念出发，揭示了增大接触角可以提高成核势垒，使新相更难形成。一些学者针对单个水滴的冻结过程进行了研究。如M. H. Kim等[3-4]研究了水滴冻结过程内部温度的变化，并将水滴冻结过程分为4个阶段。Huang Lingyan等[5]研究了自然对流条件下接触角对水滴冻结过程
制冷学报 2019年5期2019-10-24
- 基于电场除霜的新能源汽车热泵空调技术
果差，表面形成的霜层增加了空气流动的阻力，导致空气流量的减小，另一方面霜层的存在增大了室外热交换器导热热阻，从而使机体的性能系数被大大降低。空气源热泵的结霜问题成为了制约其发展的瓶颈。因此，如何有效的延缓空气源热泵结霜以及高效除霜成为了空气源热泵发展的重要问题。1 热泵空调的工作原理制冷模式：四通阀不通电时，电动机带动压缩机工作，压缩机吸入低温低压的气态制冷剂，并将它压缩为高温高压的气态制冷剂，随后进入过滤器，过滤器滤去制冷剂中水分及各种杂质后，制冷剂通过
汽车实用技术 2019年17期2019-09-21
- 翅片换热器热泵除霜技术的应用研究
效率下降。同时，霜层阻碍了空气的流动，换热器的空气流量减少，从而加大压缩机的负担，加重热泵能效性能和效率的下降，产生严重的损失。因此，为了保证热泵的正常运行，必须进行周期性的除霜。但就目前的情况而言，除霜技术对热泵的运行产生一定的不利影响，需要进行科学研究和技术的发展革新。对于结霜除霜问题的研究，始于国外学者，并作出巨大贡献。现如今，换热器的热泵除霜问题在国内依然是重要的研究课题，每年均有大量的文献公开发表[1]。本文主要介绍了有关翅片换热器热泵除霜技术在
制冷与空调 2019年3期2019-07-19
- -60 ℃水平圆管表面结霜特性的实验研究
器的换热效果随着霜层的生长逐渐变差,间接影响了系统换热性能[1],因此掌握不同换热器表面结霜过程的规律,对于提高系统换热性能和防止通道堵塞极为重要。图1 实验台结构简图较早时期就有学者对普冷温区冷壁面上的霜层生长做了实验研究,郝英立和谢福寿等研究了自然对流空间下平板上霜层生长情况[2-3],O’ Neal和吴晓敏等研究了平行板上方空气强制对流时的板面结霜情况[4-5],还有些学者研究了其他形状如环状管表面[6]以及微通道[7]的结霜特性。随着技术的进步,结
西安交通大学学报 2019年7期2019-07-11
- 板翅式换热器热通道结霜过程的数值模拟
器的换热效果随着霜层厚度的生长逐渐变差,间接影响了系统换热性能,所以掌握不同换热器表面结霜过程的规律,对于提高系统换热性能和除水特性极为重要。大多数结霜研究集中于采用数值方法预测霜层特征参数如厚度、密度、导热系数等,并不断扩充其适用范围,以及通过实验方法研究了霜层生长的影响参数[1-3]。近年来,利用低温换热器进行气体干燥,火箭升空过程中表面结霜等问题扩展了结霜特性研究的温区范围[4]。Zendehboudi等利用人工智能技术分析了711个数据点,建立了用
西安交通大学学报 2019年5期2019-04-29
- 空气源热泵结霜机理及除霜/抑霜技术研究进展
理的研究主要涉及霜层生长规律、霜层物性、霜层内传热传质3方面[8]。热泵除霜特性较为复杂，除霜方法的研究主要集中于：机组除霜性能[9-10]、除霜能量来源与分配[11]和除霜对室内的影响[12]等。M. Amer等[13]研究表明热气旁通除霜性能优于逆循环，其供热量和COP分别比逆循环高5.7%和8.5%。张杰等[12]对比发现，热气旁通法比逆循环节能5%，除霜后室内恢复正常供热所需时间比逆循环缩短25%；蓄能除霜的热量来自蓄热材料，不从室内取热，供热量较
制冷学报 2018年5期2018-10-16
- 结霜机理及热泵除霜技术研究综述
会产生结霜现象。霜层的形成不仅和表面温度有关，相对湿度也是一个重要因素。在Ameen[1]的研究中表明，当室外空气温度降低到-7℃至5.5℃，相对湿度大于60%时，霜的堆积尤其明显。随着霜层堆积越来越厚，霜层会充满翅片和盘管之间，从而导致能耗增加，COP降低，制冷系统性能下降，有时甚至导致系统停车[2-3]。因此，研究结霜机理、寻求抑制结霜方法一直是国内外学者研究的主要问题。霜层堆积会损害换热器以及其他系统元件，降低系统性能。一般当霜层覆盖超过45%的表面
节能技术 2018年3期2018-07-10
- 不同压力下竖直深冷表面结霜现象实验研究
华结霜现象；如果霜层形成在试验件的关键表面，将会影响试验件的原有性能，导致试验结果不准确，甚至是整个试验的失效。目前，对常压、普冷条件下的结霜现象研究较多，霜层表面与湿空气之间的传热、传质机理已比较明确[1]。Hayashi等人[2]根据霜层的生长过程特点将霜层生长阶段划为霜晶生长期、霜层生长期和霜层充分生长期3个阶段。吴晓敏等[3-4]、李栋等[5]发现冷表面上的结霜过程经历了水珠生成、长大、冻结，初始霜晶生成及其成长、老化等过程。但当冷表面温度降低到-
航天器环境工程 2018年3期2018-07-09
- 不同压力下竖直深冷表面结霜现象实验研究
华结霜现象；如果霜层形成在试验件的关键表面，将会影响试验件的原有性能，导致试验结果不准确，甚至是整个试验的失效。目前，对常压、普冷条件下的结霜现象研究较多，霜层表面与湿空气之间的传热、传质机理已比较明确[1]。Hayashi等人[2]根据霜层的生长过程特点将霜层生长阶段划为霜晶生长期、霜层生长期和霜层充分生长期3个阶段。吴晓敏等[3-4]、李栋等[5]发现冷表面上的结霜过程经历了水珠生成、长大、冻结，初始霜晶生成及其成长、老化等过程。但当冷表面温度降低到-
航天器环境工程 2018年3期2018-07-09
- 一招脱落冰箱厚冰
，在蒸汽的作用下霜层很快会化掉，而较厚的霜层等软化后用除霜铲很容易去掉。如果霜层太厚，可以选择多用幾盆热水一起进行，化霜的速度会快很多。注意：1.使用金属制的水盆一定要在底部放一块布，防止温度太高损坏冰箱箱体。2.在除霜和冰箱表面清洁都完成后，要用抹布将冰箱内部擦干。3.清洁完稍微放置20分钟左右再插电运行，这样可以避免因为冰箱内部有水接触到电路板而导致触电，同时也可以避免内部的水在通电后再次结冰。
伴侣 2017年4期2017-04-11
- 冷表面霜晶演化的微观可视化观测
096)对冷表面霜层生长过程进行了微观可视化研究,对结霜生长过程不同时期的霜晶演化特征进行了观测,同时从相变动力学的角度对冷表面霜层初始液滴成核过程进行了理论分析.试验研究发现,冷表面霜层生长阶段不同位置霜晶呈现不均匀生长,局部存在霜枝倒伏以及霜晶消融现象,且随着时间的推移,冷表面不同位置霜晶逐渐趋于均匀.研究结果表明,冷表面温度越低,湿空气中水蒸气过饱和度越大,相变驱动力越大，发生气液相变形成活化液核的可能性越大.霜晶体表面温度以及局部水蒸气分压力的联合
东南大学学报（自然科学版） 2017年1期2017-02-21
- 结霜初期超疏水表面凝结液滴的自跳跃脱落及其对结霜过程的影响
度,同时引起表面霜层生长的不均匀性和霜晶结构的差异．与普通表面相比,超疏水表面可有效抑制结霜,延缓霜层生长速率．超疏水表面;凝结液滴;自跳跃;结霜结霜现象普遍存在于航空航天、制冷低温及热泵空调等领域．霜层的生长严重影响相关设备的工作效率和运行安全．例如,空气源热泵冬季结霜工况下制热运行,室外换热器表面的霜层生长增大了换热器与空气间的换热热阻,减少了空气流量,导致蒸发温度降低、机组制热量减小、制热性能系数下降等问题[1],严重影响热泵机组高效稳定运行．因此,
东南大学学报（自然科学版） 2016年4期2016-09-21
- 星型翅片管换热器结霜过程的数值模拟
行了研究。得到了霜层厚度和霜层密度等物性参数的变化规律，分析了其空气侧结霜过程中的传热传质特性，研究了翅片高度和翅片个数两个参数对结霜过程的影响。结果表明，结霜现象会造成换热器换热性能的恶化,并且翅片个数越多、翅片高度越小，传热恶化更严重。星型翅片管换热器 数值模拟 结霜过程 传质传热特性1 引 言气化器是低温换热器的一种，其主要应用在液氮、液氧、LNG等各种低温介质的再气化过程中。空温式气化器是低温换热器的一种常见形式，其主要结构形式为星型翅片管。在气化
低温工程 2016年5期2016-06-01
- 水平表面结霜过程的实验研究
致的划分。冷面上霜层生长的实验研究开始较早[6-8]。Cheng等[9]实验和理论研究了自然对流条件下平板表面结霜过程，考察了冷面温度、湿空气温度、相对湿度和速度对霜层生长的影响。Lee等[10]研究多种环境因素对霜层生长的影响，并且推导了霜层生长计算式。Sahin[11]和Kandula[12]做了类似的工作，但将霜层生长计算式拓展到更广的适用范围。Hermes等[13-14]、Kandula[15]和 Nascimento 等[16]对霜层生长过程中密
化工学报 2015年1期2015-04-01
- 基于传感器的飞机地面结霜实验分析与预测*
们对于结霜机理和霜层的结构进行了深入的研究与探索。通过分析对于结霜密度与霜层增长曲线的研究，发现霜层的厚度与空气温度、冷表面温度、环境相对湿度、水汽的物性、冷表面的材料和粗糙度、空气主流速等有关［6，7］。推导出霜层密度的函数关系表达为式中 ρf为霜层密度，Tair为空气温度，Ts为冷表面温度，RH为相对湿度，Ra为表面粗糙度，θ 为冷表面与空气流速的迎角，Ωs为空气中水分子的体积，v 为空气主流速，t 为结霜时间，ts为冻结时长。由此可以推导出结霜厚度的
传感器与微系统 2015年2期2015-03-26
- 空气源跨临界CO2热泵系统热气除霜的实验研究
采集的蒸发器表面霜层变化图像,分析了蒸发器的动态除霜过程,直观观测了热气除霜的除霜效果,整个除霜过程保持了600 s,热气除霜的除霜效率为35.6%。根据实验结果可以得出,热气除霜方法是用于空气源跨临界CO2热泵系统除霜切实可行的方法。热气除霜;跨临界CO2系统;除霜特性;除霜效率在空调和热泵系统应用领域,CO2是一种很有前途的替代制冷剂。作为一种天然制冷剂,CO2具有价格便宜、容易获取、化学性能稳定和安全性好等优势[1]。考虑到在气体冷却器内制冷剂温度滑
西安交通大学学报 2015年3期2015-03-14
- 飞机机翼积冰过程数值建模仿真
长进行分析。建立霜层内部热量质量传递和表面热量平衡方程，形成关于温度、湿度以及表面温度的积冰厚度和积冰增长模型，并进行飞机地面积冰数值模拟。飞机积冰；数值模拟；增长模型飞机积冰是飞机在积冰气象条件下飞行时，大气中的液态水在部件表面冻结并累积成冰的一种物理过程，是飞行实践中广泛存在的一种现象，也是导致飞行不安全事件的主要隐患。美国1973—1977年的飞行事故统计数据显示，由飞机积冰引起的飞行事故占总飞行事故的2.56%，积冰导致的致命事故占总致命事故4%。
中国民航大学学报 2015年6期2015-03-06
- 风冷冰箱蒸发器除霜特性及箱温回升的实验研究
℃的预热阶段,霜层堵塞翅片间隙,箱温基本无回升;在温度维持在0 ℃左右的融霜阶段,除霜电加热被布置在蒸发器下方以及霜层“上疏下密”分布使底部霜层最早开始融化,融化结束时刻比顶部提前8 min,融霜时翅片间空气流通面积逐渐增大,进入箱体内部的热空气量增多,箱温在9.34 min内平缓上升5.7 ℃;在温度高于0 ℃的排水阶段,因蒸发器右上方冷藏送风风道存在凸起,热空气会积聚在此处,导致阶段结束时该部位比左上温度高17.1 ℃,此时翅片间空气流通面积达到最大
西安交通大学学报 2014年11期2014-08-07
- 陈列柜蒸发器结霜的研究
、质传递的模型。霜层是冰—空气混合形成的，霜层的构造，强烈地依赖于霜层的成长过程。霜层的成长过程可分类为霜柱发生期、霜层成长期和霜层成熟期。因为霜层成熟期在工程上已进入除霜的工作区间，所以在此处，作为考虑对象的仅为前两个过程。在冷表面上，可以认为冰结晶是一维的，并且是在局部地方上生长的，在冷表面上形成垂直的霜柱群，这些霜柱群就变为霜层构成的构造骨架。这就是霜柱发生期。在相同的水蒸汽浓度Δc(水蒸汽质量kg/干燥空气质量kg)下，冷却表面温度Tw(℃)愈低，
家电科技 2014年4期2014-07-09
- 翅片表面特性对结霜过程影响的实验研究
霜问题不可避免，霜层的形成与生长加大了蒸发器表面与空气间的传热热阻及空气流动阻力，导致空气源热泵性能下降，不能正常工作［1］.因此，研究翅片表面结霜机理、探索有效的抑霜除霜方法一直受到国内外学者的普遍关注.目前，关于结霜现象的研究主要集中在两方面:①结霜机理的理论和实验研究，探究翅片表面霜层生长规律及其影响因素［2-4］;② 结霜过程的物理和数学模型，模拟预测结霜过程及霜层热工特性的变化规律［5-7］.但是，以上研究没有考虑翅片表面特性对结霜过程的影响.近
东南大学学报（自然科学版） 2014年4期2014-06-28
- 空气源热泵结霜/除霜特性的数值模拟
。结果表明，初期霜层对系统性能影响较小；当结霜工况运行70 min时，系统性能系数(COP)、制热量和蒸发压力降幅分别为6.9%、10.9%和12.3%；随着霜层继续生长，系统性能衰减加剧；除霜工况下，管壁温度迅速升高，霜层预热后进入融霜阶段，从蒸发器入口微元到出口微元，融霜时间从7 s增加到52 s；进入融霜水蒸发阶段后，管壁温度增速减慢，沿制冷剂流动方向融霜水蒸发时间逐渐增加；当换热器散热与得热达到平衡时，管壁温度维持恒定。空气源热泵；结霜特性；除霜特
制冷技术 2014年1期2014-05-08
- 不同表面浸润性对除霜过程影响的实验研究
究对象，观察分析霜层的融化、化霜水排除以及蒸干过程，并着重对比了两种常用铝箔翅片在上述过程的差异。首次提出“翅片表面蒸干率”的概念，用参数C表示；研究发现，普通铝箔表面初始蒸干率即可达到90%，而亲水铝箔表面仅50%；但亲水铝箔表面残留水完全蒸干所用时间仅需7 min，仅为普通铝箔表面完全蒸干时间的25%；两种铝箔除霜过程差异显著。研究工作同时考察了残留水对相邻结除霜过程的影响。亲水铝箔；普通铝箔；霜层；融霜；蒸干率0 引言空气源热泵室外侧蒸发器在冬季供暖
制冷技术 2014年1期2014-05-08
- 格子-Boltzmann方法模拟霜结晶生长
的可靠性，分析了霜层温度变化和密度增长规律，并直观模拟出霜结晶凝聚变化过程。结果表明:霜层表面温度在早期阶段迅速增加，但增加率随着结霜时间增加而减小;霜层内部温度随霜层厚度的增加呈线性增长;霜层平均密度随结霜时间增加呈现出先慢后快的规律;随着结霜过程的进行，由于越往上，霜晶体积分数越小，导致霜层内部密度随霜层厚度的上升而减小。格子-Boltzmann方法 冷壁面 霜结晶1 引言结霜现象的研究是涉及制冷、空调、航空、航天，农业等多领域中具有重要意义的一项基础
低温工程 2013年4期2013-09-17
- 塑料妙作“除霜剂”
现一层白霜。冰箱霜层很薄时，对蒸发器的影响不十分明显，但霜层逐渐增厚并使整个蒸发器被霜包住后，就会严重影响蒸发器的传热能力，使冰箱内的温度降不下来。据测定，蒸发器表面结霜厚度大于10毫米时，传热能力下降30%，在这种情况下，需对冰箱进行除霜。除霜不仅使冷冻室内的原有低温全部消耗掉，有时遇到霜层厚实时，用热水洗抹又颇费时间，并且非常麻烦。如若用铲除法，则对于箱体不利，除完霜后要重新恢复低温所需时间也长，势必大大增加电耗。偶然一次机会中，我发现了一个既省时又省
发明与创新·中学生 2012年5期2012-09-22
- 自然对流深冷结霜工况下湿空气流动状态实验分析
一般情况下，由于霜层的存在将增大对冷表面的传热热阻，使传热量下降［2］。前人重点对结霜过程作了描述和分析［3－10］，针对自然对流深冷竖直平板结霜工况下湿空气流动状态却研究甚少。但湿空气流动状态是影响结霜现象的主要因素之一，要想抑制结霜，就要分析清楚湿空气流动状态，故研究自然对流深冷竖直平板结霜工况下湿空气流动状态，对抑制结霜、强化传热具有实际的工程应用价值。本文拟对霜层厚度变化规律、湿空气在竖直平板附近流动状态及温度变化进行实验观察，为研究人员对深冷自然
低温工程 2012年4期2012-02-26
- 水蒸气在霜层中扩散的分形模型
研究重点之一是对霜层物理性质进行研究，包括水蒸气在霜层中的有效扩散。水蒸气通过扩散进入霜层并凝结为冰晶体，其中一部分用于增加霜层的密度，另一部分用于增加霜层的厚度。关于水蒸气在霜层中的扩散模型，Brian等[4]将传统扩散理论应用于结霜现象中，但没有考虑霜层是一种固体边界不断生长变化的多孔介质；Tao等[5]在其模型中引入了1个参数来研究除了孔隙率之外的其他因素对扩散过程的影响，但这个模型的计算结果不能体现出通道弯曲的影响；Auracher[6]研究了结霜
中南大学学报（自然科学版） 2010年1期2010-08-04
- 液氮发动机换热器的结霜研究
)翅片效率，由于霜层的增加，导致翅片间距减小，而翅片间距越小换热器的翅片效率越低。(2)传热系数，由于霜的传热系数很低，因此当霜层附着在换热器管壁上不仅增加了壁厚，而且还减少了管壁的传热系数。(3)空气压降，随着霜层的增厚空气的流通面积减少，导致空气流经换热器的阻力增大，因而空气侧的压降会逐步增加，导致传热系数减少。(4)表面粗糙度，由于霜层形成的不规则性，因此导致壁面的粗糙度增加，而表面粗糙度对热交换过程有很大的影响［2-3］。图1为翅片管式换热器结霜的
低温工程 2010年3期2010-07-30
- 多孔介质平板结霜模型的研究
定水蒸汽在气流和霜层分界面上是饱和状态.接下来将展现一个新的霜沉积、生长的数值模型:①认为霜层表面水蒸汽是过饱和状态,并得到基本认证②霜导热系数得以优化;③计算了局部霜层生长速率的变化.通过实验数据的比较,得出“过饱和”模型优于假定水蒸气在霜层表面是饱和状态的模型.1 多孔介质平板结霜简述霜层是个可渗透的、多孔结构,它是由很多冰晶和气孔组成.由于多孔介质包含了低导热系数的气孔,故霜层的导热系数很低.因此,霜层对空气到蒸发器表面的传热有着非常大的阻碍作用.同
湖南工程学院学报（自然科学版） 2010年1期2010-07-09
- 低温罩表面结霜过程数值模拟
强度增加。同时，霜层红外发射率与金属发射率差异较大会造成结霜前后目标红外辐射能量的差别，严重影响对目标物体的红外辐射强度控制。例如，50℃下抛光且未氧化时铝的发射率为0.02，而轻微氧化后为0.2，严重氧化时可达0.45，但发生结霜后，-10℃的霜对波长为（8～14）μm的红外线发射系数高达0.98。因此有必要对目标物体低温罩的结霜过程及其影响因素进行研究，为采取有效方法控制结霜提供依据。目前对结霜问题的研究很多[2～4]，主要围绕着霜层内传热传质的研究。
真空与低温 2010年4期2010-05-24