表面特性对低温表面结霜影响的实验研究

发布时间：2023-06-06 19:58

　　结霜广泛存在于工业生产和日常生活中,是一个非常复杂的伴随相变的传热传质现象。霜层过度生长会影响系统的正常运行,包括增加传热热阻和流动阻力,严重降低传热效率,造成能量损失。所以,近几十年来,探索有效的抑霜方式是结霜领域的一个重点研究方向。然而,目前现有的抑霜研究多停留在普通低温领域(>-30℃),低温(-30^-153℃)及深冷区(<-153℃)抑霜方式的研究却少之又少。表面改性在普通低温时起到良好的抑霜效果,鉴于此,本文对裸铜表面进行表面改性处理,旨在探索表面特性对低温表面结霜的影响。开展的主要工作如下:(1)超疏水特性对低温表面结霜影响的研究。重点通过实验研究了超疏水和普通裸铜表面在低温条件下的结霜规律,研究了疏水性对表面霜晶覆盖率、霜厚及霜晶形态的影响规律。利用化学刻蚀法在铜基底上制备出超疏水表面(CA=155.6°),并研究了冷表面温度和空气湿度的影响。结果表明,在低温条件下,结霜主要通过凝华气固相变过程完成,即凝华成霜;在这种成霜模式下,实验证实超疏水表面不再具有抑霜效果,而且在特定条件下超疏水表面上霜晶分布反而更加密集。疏水性对低温表面结霜过程...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究历史及研究现状
        1.2.1 结霜过程及机理
        1.2.2 霜晶形态
        1.2.3 霜层生长的影响因素
    1.3 除霜抑霜手段
    1.4 结霜研究存在的问题及本文的研究内容
        1.4.1 结霜研究存在的问题
        1.4.2 本文主要研究内容
第2章 实验装置及方法
    2.1 低温表面结霜实验系统
    2.2 室内参数调节系统
    2.3 实验方法和过程
    2.4 测量方法及实验误差
    2.5 本章小结
第3章 自然对流条件下疏水性对竖直冷表面结霜的影响
    3.1 引言
    3.2 超疏水表面的制备
        3.2.1 制备方法
        3.2.2 表征
    3.3 冷表面温度对超疏水表面结霜特性的影响
        3.3.1 凝结-冻结成霜过程
        3.3.2 凝华成霜过程
        3.3.3 冷表面温度对霜层生长的影响
        3.3.4 疏水性对霜晶结构的影响
        3.3.5 实验现象分析
    3.4 相对湿度对超疏水表面结霜特性的影响
    3.5 接触角对表面结霜特性的影响
        3.5.1 疏水表面制备及表征
        3.5.2 不同接触角疏水表面的结霜过程
        3.5.3 接触角对霜层生长的影响
        3.5.4 实验结果分析
    3.6 本章小结
第4章 自然对流条件下亲水特性对竖直冷表面结霜的影响
    4.1 引言
    4.2 亲水涂层表面制备
    4.3 涂层成分对表面结霜的影响
        4.3.1 树脂与盐类物质种类的筛选
        4.3.2 NaCl和 CaCl2涂层表面抑霜效果对比
        4.3.3 实验结果分析
    4.4 冷表面温度对钙盐亲水涂层表面结霜特性的影响
        4.4.1 表面霜晶生长过程
        4.4.2 亲水涂层表面霜厚生长情况
        4.4.3 亲水涂层表面的重复使用效果
    4.5 相对湿度的影响
    4.6 亲水涂料抑霜机理
    4.7 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
攻读硕士期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3832124