空气冷却器结霜特性的实验研究

为研究空气冷却器结霜的影响因素,用实验的方法对冷风机的结霜现象进行研究。用显微照相法测量不同工况下的霜层厚度。结果表明:翅片间距、翅片表面材料、空气相对湿度、蒸发温度对冷风机的结霜过程有重要影响。翅片间距越小,结霜发生越早,霜层增长越快;翅片表面亲水材料推迟了结霜的发生时刻,但对结霜量无明显影响;蒸发温度越低,霜层增长越快,初期霜的粒径逐渐变细小;空气相对湿度越大,霜层的厚度越大,结霜速率越快,但结霜速率的增长趋势在相对湿度较高时有所减弱,相对湿度对结霜开始时间无明显影响。     

空气侧换热器结霜时传热与阻力特性研究

在质量、动量和能量守恒的基础上,采用分布参数法建立了空气侧换热器结霜时的动态数学模型,该模型耦合了结霜子模型和热交换子模型。利用该模型分析了不同温度和相对湿度下霜的厚度随时间的变化及结霜对空气侧换热器传热与阻力的影响。结果表明：在不同的工况下,空气侧换热器结霜情况不同;空气温度一定时,相对湿度越大,结霜越严重,融霜的时间间隔越短;随着结霜量的增加,换热器的换热量减小,风量也就逐渐减少,阻力却迅速增加。计算出了不同工况下融霜的时间间隔。     

不同环境工况下表面润湿性及外加磁场对结霜影响的实验研究

对不同润湿性表面及外加磁场的结霜过程受冷表面温度(t_w)和环境相对湿度(φ)的影响进行了微观可视化研究,结合机理分析对比了在t_w=-10.0℃和t_w=-35.0℃、φ=65%和φ=90%工况下不同强度磁场和不同接触角表面上结霜形态、霜层厚度、结霜质量和密度的变化规律。研究显示,相比高温低湿工况,低温高湿工况下结霜进程加快,结霜前期水珠凝结合并阶段缩短400 s左右。结果表明：随着t_w的降低和空气φ的增大,磁场和表面特性对结霜过程的影响减弱;t_w和空气φ对疏水表面抑霜效果的影响要大于对磁场抑霜效果的影响,且影响程度随着表面接触角和磁场强度的增大而增大。     

贵阳地区空气源热泵结霜规律及抑霜策略研究

针对冬季高湿地区空气源热泵结霜严重的问题,对一套空气源热泵(制热量为3.4 kW)进行实测研究,实验结果表明:贵阳地区冬季室外温度低于6℃,相对湿度≥75%时开始结霜;结霜堵塞程度≤10%时结霜有利于机组的运行;通过延长结霜初期时间,提出一种新型抑霜方法,该法将结霜初期时间延长22 min。高湿地区冬季供热在8℃以上提倡采用空气源热泵;6℃以下考虑分阶段抑霜,用以提升空气源热泵性能。     

寒冷地区空气源热泵的供热特性分析

针对常规空气源热泵在寒冷地区应用普遍存在的压缩机排气温度高、蒸发器表面结霜和系统性能低等问题,建立了一套低温型空气源热泵供热系统,开展冬季供热实验并实测系统性能,选取典型工况进行瞬时特性分析。结果表明,系统在寒冷地区具有较好的供热性能;单个加热周期分三个基本阶段,逆向循环除霜对水箱温度影响较大;环境温度为-3.73 ℃时进行地暖供热,将200 L水从38 ℃加热到45 ℃耗时23.5 min,平均COPh为2.28;随着环境温度的升高,COPh逐渐增大,环境温度为-9 ℃,水箱温度为41 ℃时,系统COPh仍在2.0以上。     

不锈钢表面碳纳米管阵列制备及防霜性能研究

为了探究碳纳米管阵列在防结霜领域的应用前景,采用化学气相沉积法在不锈钢基底上制备了碳纳米管阵列疏水涂层,研究了制备参数(生长温度、生长时间和催化剂浓度)对碳纳米管阵列疏水性能和防结霜性能的影响。结果表明:生长温度和时间对碳纳米管阵列的疏水性能影响较小,催化剂浓度对疏水性能的影响较大。经碳纳米管阵列疏水改性后的不锈钢表面的结露时间、结霜时间均较原始不锈钢表面延长,结霜量也大幅度减少。本研究表明碳纳米管阵列可大程度上延缓结霜现象,证明了碳纳米管阵列在防霜方面的优异效果。     

双翅片矩形相变储能单元蓄热性能实验研究

以双翅片矩形相变储能单元为研究对象,开展不同边界温度下（50℃、55℃、64℃、69℃、73℃）相变材料熔化过程的可视化实验,通过观察相变材料固液相变界面、温度和液相率变化分析储能单元内相变材料的熔化行为和传热规律,探究不同边界温度对储能单元蓄热性能的影响。研究表明：熔化后期储能单元内出现的熔化死角极大延长了蓄热时间,熔化死角用时比均大于30%;边界温度增加,固液相界面形状无明显变化,相变材料内温度分布及变化趋势相似,但固液相界面演化进程加快,自然对流加强,相变材料内温度分布不均匀性最大增加60%,相变温度最大增加2.9℃;边界温度从50℃提高至73℃时,完全熔化时间缩短510 min,且边界温度越低时(Fo)/(Ste)越大,表明在边界温度较低时,增加边界温度对相变材料的强化传热效果更明显。     

突变热环境中桌面风扇作用下的热舒适研究

为了研究温度突变工况下使用风扇对人体热舒适的影响,在人工环境实验室内,营造了不同的温度突变环境(34℃-26℃-34℃、34℃-28℃-34℃、34℃-30℃-34℃)对20名青年受试者开展了人体热反应的实验研究。实验对比分析不同工况下受试者心理和生理反应的变化。实验结果表明,温度突降时,会出现“冷感超越”现象,且温差越大,超越现象越明显,热感觉稳定时间更长。使用桌面风扇可以使热感觉更快地达到稳定。皮肤温度也随温度突变发生显著变化。同时得到受试者在三种不同温度工况下的偏好风速,发现使用风扇能显著改善热湿环境中受试者的热舒适。     

具有防融霜装置的蒸发器结霜特性及性能仿真研究

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明：后置式与跨越式系统蒸发器换热系数要高于前置式与传统电辅热系统,霜层厚度更小,分布更均匀;当相对湿度一定时,蒸发器换热系数随温度升高而增大;当空气温度不变时,换热系数随相对湿度的下降而减小,霜层更均匀;温度对蒸发器换热系数的影响比相对湿度更大。     

表面疏水性对结冰切向粘结强度影响试验研究

通过在试样表面制备不同疏水强度的涂层,在-8 ℃及-12 ℃温度下对静态冰和冲击冰2种成冰方式的切向结冰粘结强度进行测试,获得多个工况的切向结冰粘结强度。结果表明：随着温度的升高,无论是静态冰还是冲击冰,结冰粘结强度均呈下降趋势;静态结冰时,疏水性表面能有效降低结冰粘结强度,冲击结冰时,由于接触界面出现霜冰层,疏水性涂层对降低结冰粘结强度的效能较弱。     

A study of thermal performance with frosting under forced convection on a flat plate: Prediction of frost growth using nonhomogeneous property

The purpose of this study is the evaluation of thermal performance of a heat exchanger with frosting and decision of optimal defrosting cycle. Because the increase of flow resistance is the principal factor of a drop of heat transfer performance with frosting, thermal performance characteristics were examined. Based on those experimental results, we proposed a one‐dimensional nonhomogeneous frost growth model, and compared it with the experimental data in time and space. In a nonhomogeneous model with the frost property distribution taken into account, density distribution similar to the experimental result can be predicted. It is possible to make prediction closer to the experimental result compared with the conventional homogeneous model with respect to the temporal variation of frost height. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 32(8): 674–689, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.10122     

渠道混凝土防渗体下土体特性变化试验研究

渠道衬砌结构的冻胀破坏在寒冷地区普遍存在,对其使用效果和寿命造成了很大影响,为了解季节性冻土区渠道防渗体冻胀发生的原因,以梯形渠道弧形混凝土防渗体为例,从渠道衬砌结构的防渗体下土体温度变化及防渗体冻胀位移量变化特点入手,通过在灌区选取典型渠道进行原型原位观测试验,监测不同时间点不同影响因素下渠道不同位置土壤深度处地温及冻胀位移量变化,分析土体各特性的变化机理。结果表明,不同土层深度处土壤含水率的大小为未冻层>临界层>冻土层;不同土壤深度处的温度变化基本相同;10cm厚的保温板的保温效果优于20cm厚保温板的保温效果。研究成果为解决灌区渠道衬砌的冻害及渗漏问题以及未来大中型灌区渠道施工过程中采取有效的防冻胀措施提供了参考依据。     

Observation of surface crystal sublimation during frosting

Morphological variation of surface ice crystals on a cooling surface during frosting was visually observed using a microscope. In the full growth stage of a frost layer, unusual sublimation started from the root of a prism‐like crystal together with the growth of other nearby plate crystals. Under different environmental conditions, the sublimation could proceed in two ways: snapped at the neck or melted in the crown. Local negative saturation induced by the coupled distributions of temperature and humidity is proposed for interpreting this phenomenon. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20281     

制冷装置的除霜研究

霜对制冷装置的换热带来不利的影响。为了帮助系统设计人员正确地使用和理解设备制造厂家所提供的技术参数,选定冷量及系统中主要部件的规格本文介绍了一些重要的参数,旨在使制冷装置高效地运行。     

Empirical heat transfer and frost thickness correlations during frost deposition on a cylinder in cross-flow in the transient regime

This paper reports on results of an experimental investigation where the emphasis was placed on obtaining empirical correlations for the frost thickness–time history and the heat transfer coefficient–time history for a cylinder in humid air cross-flow. The facility employed for the investigation consisted of a low-velocity wind tunnel comprised of a rectangular test section, a transition section and a honeycomb placed at the tunnel entrance. An external refrigerator was used to cool an antifreeze solution having a mixture of 90% methanol and 10% ethylene glycol. Measured parameters included, among other things, the heat transfer coefficient as well as the frost thickness. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

翅片管式蒸发器结霜性能的仿真与实验研究

建立了结霜条件下翅片管蒸发器空气侧流动和换热的分布参数仿真模型,模型考虑了蒸发器结构、霜层厚度以及湿空气状态等参数在气流方向的沿程变化.对冰箱冷冻室蒸发器结霜条件下的动态性能进行了试验研究和数值模拟.结果表明,蒸发器结霜过程中的结霜量、能量传递系数和空气侧压降的计算值和试验值吻合良好,证明模型可以应用于翅片管蒸发器结霜性能的正确预测和优化设计分析.     

Short-term thermal performance of a built-in solar storage for frost prevention in a greenhouse

Built-in solar storage is an alternative to the traditional solar collectors. This paper explores the possibility of utilizing such solar stores for frost prevention in greenhouses. In the study, two identical NE–SW orientated greenhouses with 50 m² ground area were erected. The total ground area and volume of the water stores used in the solar greenhouse were about 6·4 and 5·4% of the total ground area and volume of the greenhouse. The short-term results showed that at times when the air temperature in the control greenhouse dropped below 0°C, it was about 3·5°C in the solar greenhouse, and sometimes this difference was more than 4·5°C. The average fraction of solar energy storage by the stores was 0·26 for a four day period. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

分选机制砂对混凝土性能影响试验研究

平江抽水蓄能电站泵送混凝土使用的花岗岩为主的人工细骨料,云母含量较高.通过分选工艺降低游离云母的机制砂配制混凝土,性能试验结果表明:分选后机制砂混凝土拌和物混凝土用水量减少,混凝土工作性能提高,混凝土的抗冻性能得到改善.     

埋地天然气管道冻胀变形的数值分析与处理

随着我国对天然气需求量的逐年增长,输气量大幅提高,管线压力不断提升,导致部分天然气门站或高压调压站的埋地管道出现了较严重的冻胀变形,造成了安全隐患.针对该现象,探究其产生原因.利用有限元软件对该现象进行数值仿真模拟,分析埋地燃气管道受冻胀影响的应力和位移分布情况,并提出一些相关技术性预防措施,如预热、置换土、绝热保温、冷能回收等措施,为已建和新建的天然气管道提供借鉴.     

Closed door moisture transport in refrigerator/freezers

An experimental technique for determination of exterior and interior water mass transport in domestic refrigerator cabinets is presented. Water vapour mass transfer rates from the freshfood cabinet to the evaporator, and water vapour mass transfer rates from the surrounding ambient into the cabinet are presented. An estimate of the energy impact of water mass transfer into a typical domestic refrigerator cabinet is presented. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.