冷表面结/融霜行为及超声波去除表面融霜液滴试验研究

发布时间：2020-12-18 09:28

　　结霜现象广泛存在于制冷与低温、风力发电、航空航天等领域,霜层的存在严重影响制冷空调系统运行效率以及航天飞行器的飞行安全。传统的热力除霜方式在除霜结束后依然有残留液滴的存在,这些液滴会对再次结霜产生巨大影响。液滴在再次结霜初期冻结,在冷表面上形成致密的冻结液滴基底,增加霜层与冷表面间的粘结力,对除霜产生不利影响。因此,探求简便高效的脱除液滴的方法,在结霜前期营造无液环境,对抑制霜层生长具有重要的科学意义和工程应用价值。目前,对于融霜后残留液滴的脱除主要采用传统的加热蒸发方式,虽然可以成功脱除,但同时也带来了脱除时间长、能耗高、温度波动大等弊端。近年来,超声波以其频率高、波长短、能量集中的特点,广泛运用于暖通空调及制冷领域,如雾化除湿、工业除尘、换热器除垢等等。因此,本文将超声波引入冷表面抑、除霜领域,应用声学、热力学、相变动力学、界面学等相关理论,全面深入地研究了水平冷表面霜层生长过程,并利用反复融结霜过程,分析了融霜液滴的生长分布规律,提出融霜液滴对再结霜过程的不利影响。对外加超声波脱除表面液滴的可行性进行了探索性研究。概括起来,本论文主要研究内容及结论如下:(1)设计并搭建了水平冷表... 

【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 概述
        1.1.1 结霜现象
        1.1.2 结霜现象的危害
    1.2 结霜现象研究现状
        1.2.1 结霜机理
        1.2.2 物理和数学模型
        1.2.3 测量技术
    1.3 抑、除霜技术
        1.3.1 热力除霜
        1.3.2 改变表面特性延缓冷表面结霜
        1.3.3 外加电场作用影响冷表面霜层生长
        1.3.4 其他抑霜、除霜方法的研究进展
        1.3.5 超声波抑、除霜方法研究进展
    1.4 超声波简介
        1.4.1 机械效应
        1.4.2 空化效应
        1.4.3 热效应
    1.5 结霜研究存在的不足
    1.6 本文研究内容
第二章 水平冷表面霜层生长过程的微观可视化研究
    2.1 引言
    2.2 试验装置及方法
        2.2.1 试验装置
        2.2.2 试验方法与步骤
    2.3 误差分析
    2.4 试验结果讨论与分析
        2.4.1 铝板表面霜层生长过程
        2.4.2 水平冷表面霜层生长过程阶段划分
    2.5 本章小结
第三章 冷表面水蒸气凝结成核理论分析
    3.1 相变驱动力
    3.2 临界成核半径
    3.3 冷表面成核中心密度
    3.4 本章小节
第四章 水平冷表面反复融结霜过程研究
    4.1 引言
    4.2 试验装置及方法
        4.2.1 试验装置
        4.2.2 试验方法与步骤
    4.3 误差分析
    4.4 融霜液滴的产生与生长研究
        4.4.1 水平冷表面反复融结霜过程
        4.4.2 融霜液滴生长分布规律
        4.4.3 融霜液滴覆盖率分析
    4.5 融霜液对霜层高度的影响
    4.6 融霜液滴对霜层沉积量的影响
    4.7 本章小结
第五章 超声波对比加热蒸发脱除液滴试验研究
    5.1 引言
    5.2 试验装置及方法
        5.2.1 试验装置
        5.2.2 试验方法与步骤
    5.3 误差分析
    5.4 超声波对比加热方式脱除铝板表面液滴的动态过程
        5.4.1 超声波脱除铝板表面液滴的动态过程
        5.4.2 加热蒸发脱除铝板表面液滴的动态过程
    5.5 超声波与加热蒸发液滴脱除时间对比
    5.6 超声振动与加热蒸发脱除液滴引起温度波动对比
    5.7 超声波与加热蒸发液滴能耗对比
    5.8 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 主要创新点
    6.3 工作展望
参考文献
在读期间获得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]空气源热泵除霜问题的研究现状及进展[J]. 曲明璐,余倩,李封澍,王坛.  建筑节能. 2016(08)
[2]寒冷地区空气源热泵结霜情况测试研究[J]. 陈忠海,刘宏宝,洪静.  河北建筑工程学院学报. 2016(02)
[3]磁场对冷表面上结霜过程影响的实验研究[J]. 勾昱君,刘中良,刘耀民,黄玲艳,张明.  工程热物理学报. 2009(03)
[4]Experimental investigation of the influence of electric field on frost layer growth under natural convection condition[J]. ZHANG Xinhua, LIU Zhongliang, WANG Jieteng, GOU Yujun, MENG Sheng and MA Chongfang Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation, Ministry of Education; Key Laboratory of Heat Transfer and Energy Conversion, Beijing Education Commission, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China.  Progress in Natural Science. 2006(04)
[5]低温结霜模型及影响因素的分析[J]. 刘斌,杨永安,杨昭.  制冷学报. 2004(04)
[6]疏水表面用于延缓热泵结霜及加快除霜的探讨[J]. 王贤林,蒋绍坚,艾元方,曹治觉.  节能技术. 2004(05)
[7]飞机机翼表面霜状冰结冰过程的数值模拟[J]. 张大林,陈维建.  航空动力学报. 2004(01)
[8]冷风机超声波除霜技术试验研究[J]. 阎勤劳,朱琳,张密娥,阎宁霞,惠学英.  农业机械学报. 2003(04)
[9]凝华结霜物理模型研究进展[J]. 顾祥红,孔维秀.  大连大学学报. 1999(06)

博士论文
[1]表面特性对冷壁面结霜过程影响的研究[D]. 黄玲艳.北京工业大学 2011

硕士论文
[1]外电场对竖直冷表面上自然对流结霜过程影响的研究[D]. 张新华.北京工业大学 2006



本文编号：2923768