表面特性对结霜和融霜排液的影响

对亲水表面、裸铝表面和疏水表面上结霜和融霜排液过程进行实验研究,分析了表面特性对冷凝水珠冻结、霜层生长和融霜排液的影响。结果表明：疏水表面上冷凝水珠呈规则球缺状、冻结较晚,而亲水表面和裸铝表面上冷凝水珠形状不规则;相比于亲水表面和裸铝表面上平整霜层,疏水表面上霜层不平整,有凹穴和凸起;疏水表面上霜层平均厚度增长较亲水表面和裸铝表面缓慢;在湿空气温度和冷面温度较低的情况下,表面特性对霜层生长的影响减弱;亲水表面具有较好的排液效果,其循环再结霜量最小。     

不同参数对热氨融霜过程中液锤的影响研究

根据氨制冷系统及热氨融霜工艺的特殊性,利用流体力学理论,采用ANSYS有限元软件建立回气总管热氨融霜过程中流体动力学模型,模拟计算不同参数对回气总管液锤产生的影响。研究表明:液锤的液击压力主要取决于氨液剩余填充量和回气总管管长;减少液氨剩余填充量和缩短回气总管长度,能够有效减少液锤的冲击,为今后热氨融霜系统设计、工艺建立及改进提供一定的理论依据。     

融霜下落水对换热器除霜性能的影响

空气源热泵除霜时,融霜水下落会造成换热器整体除霜不均匀,影响除霜性能。为研究空气源热泵在除霜过程中换热器管翅表面的融霜下落水对除霜性能的影响,建立了室外换热器的热气除霜动态模型,对模型进行求解得到除霜过程中的管壁温度、除霜速率以及剩余霜质量等参数随时间的变化规律。结果表明,受融霜水影响时,融霜速率迅速降低,在第67秒时上部区域剩余霜质量变为0,而受下落水影响区域直到第78秒时霜层才全部融化。     

纳微结构疏水表面结霜过程及抑霜特性

采用静电纺丝法,通过调节电纺母液浓度,制备出7种具有典型微米颗粒结构、微米颗粒/纳米纤维混合结构和纳米纤维结构的疏水表面,实现了纳微结构的表面可控;对表面微观结构进行了表征,测试了其疏水性能;通过表面结霜过程和抑霜性能实验比较,结合表面分形维数分析,研究了纳微结构疏水表面的抑霜特性。结果表明,虽然7种纳微结构疏水表面接触角均在139°~152°之间,具有明显的疏水特性,但其抑霜性能与疏水性能并不呈一致关系;抑霜性能与表面结构密切相关,随着表面结构分形维数的增大而减小。     

铝基超疏水表面抗结霜特性研究

采用化学刻蚀法,在铝基的表面构建了纳米-微米混合的粗糙结构。化学刻蚀后的粗糙表面经过氟硅烷(FAS)修饰,形成了接触角大于155°的超疏水表面。在过冷环境中,利用加湿器提供微小雾滴进行了铝棒和铝片表面的结霜实验。实验过程中对比了超疏水铝表面、疏水铝表面和普通铝表面上的结霜量。结果表明,超疏水铝表面在抑制结霜方面优于普通铝表面,接触角的大小对抑制结霜也有很大影响,接触角越大抑制效果越明显,并且超疏水铝表面的疏水性能易于恢复。在现实生活中,超疏水表面对于降低输电线缆表面的覆霜积聚速率和重量有重要的意义。     

镀液中锡泥对镀锡板表面特性的影响

通过扫描电镜、电化学极化曲线测量和划痕试验,研究了镀液中锡泥质量浓度对镀锡板表面状态、耐蚀性、结合力等性能的影响。结果表明,镀液中的锡泥含量对镀锡板的性能有很大影响。随镀液中锡泥质量浓度的增大,镀锡板表面逐渐出现白点并增大,锡层晶粒也逐渐变大。与从高浓度锡泥镀液中制备的镀锡板相比,从低浓度锡泥镀液中制备的镀锡板耐蚀性和结合力都较好。实际生产中应控制镀液中锡泥的质量浓度小于10 g/L。     

波纹表面结霜的实验研究

结霜工况下,换热器翅片表面结霜会增大换热热阻,堵塞空气流道。在低温高湿条件下对波纹表面的结霜过程进行了实验研究,分析了冷面温度、湿空气流速及波纹结构等因素对波纹表面冷凝水珠冻结和霜层生长的影响。结果表明：冷面温度越低,冻结的冷凝水珠越小,冻结时间也越短;冷面温度越低或湿空气流速越快,霜层生长越快;在相同的实验条件下,波纹表面上霜层的高度比平直表面的低。     

波纹表面结霜的实验研究

结霜工况下,换热器翅片表面结霜会增大换热热阻,堵塞空气流道。在低温高湿条件下对波纹表面的结霜过程进行了实验研究,分析了冷面温度、湿空气流速及波纹结构等因素对波纹表面冷凝水珠冻结和霜层生长的影响。结果表明:冷面温度越低,冻结的冷凝水珠越小,冻结时间也越短;冷面温度越低或湿空气流速越快,霜层生长越快;在相同的实验条件下,波纹表面上霜层的高度比平直表面的低。     

室外换热器迎面风速对空气源热泵结霜特性的影响

对不同迎面风速条件下空气源热泵系统室外换热器表面霜层生长特性进行了实验研究,测量了翅片表面动态霜层厚度、换热器结霜量,显微观察了霜晶生长过程。实验结果表明,迎面风速的降低使得空气源热泵机组室外换热器表面霜层厚度加速增长,结霜周期随迎面风速的下降呈近乎线性地减小,而且相对湿度越低,结霜周期下降的速度越快;因此,减小室外换热器迎面风速将恶化空气源热泵机组结霜/除霜周期中的平均性能。对霜晶形态的显微观察发现,低迎面风速工况下霜层厚度增长速度加快的原因是由于空气源热泵蒸发器壁面温度降低造成的霜晶形态的改变,翅片表面柱状冰晶始终在高度方向快速生长,这种现象与低环境温度工况下翅片表面霜晶生长形态类似。换热器总结霜量随迎面风速的减小而下降,造成霜层平均密度降低。     

表面活性剂对水基纳米流体固液相变特性的影响

引言蓄冷是利用谷电生产冷能并储存起来以满足峰电时空调负荷需求的一种节能技术,能达到移峰填谷、稳定电力需求的目的。冰蓄冷是一种常用蓄冷技术,即利用具有较大凝固潜热水作为相变材料工质。     

逆向气流对规整填料表面液膜流体动力学特性的影响

为研究气相流量对规整填料内气液两相逆流流动情况下流场结构及界面行为的影响,建立了基于分离涡模拟(DES)方法与VOF模型相结合的CFD分析模型,VOF控制方程离散采用显示差分格式,体积分数离散采用界面重构方法。计算域整体采用结构化曲线网格(贴体网格)划分,并对局部进行了细化。结果表明,气相F因子较小时(F≤1.354 Pa^0.5),液膜自由表面及其纵向速度分量(v_y)均呈周期性规律分布,波动幅度基本一致,而v_y均为负值。F=3.386 Pa^0.5时,液膜自由表面波动出现紊乱,幅值差异明显增大,而界面液膜v_y值仍基本呈周期性规律分布,在液相波峰下沿出现v_y >0的情况。F=5.418 Pa^0.5时,出现液相返混,气相和液相内均出现大小不等的回流区并随液相返混过程发展演化,同时局部液膜出现整体向上流动特征。F≥6.772 Pa^0.5后,填料下部出现干板区,底部出口不再有液相流出。随气相F因子增大,持液量和有效界面传质面积均先增后减。     

单冻机热氨融霜液锤现象的成因分析与预防措施

针对一起单冻机回气总管管帽脱落事故,对液锤现象的形成原因进行了分析,并提出了预防措施,为热氨融霜工艺的规范操作和改进提供一定的参考依据。     

水平表面结霜过程的实验研究

对水平表面在低温高湿条件下结霜过程进行实验研究, 分析了冷面温度、湿空气温度和表面特性等因素对水珠冻结和霜层生长的影响。结果表明:冷面温度越低, 过冷水珠冻结时间越短、冻结直径越小;在湿空气温度与冷面温度温差相等的条件下, 湿空气温度越低, 过冷水珠冻结时间越短、冻结直径越小;疏水表面上过冷水珠的冻结时间比裸铝表面晚。冷面温度越低, 湿空气流速越快, 则霜层生长越快。     

冷表面结霜生长的数值模型

探讨了冷表面结霜的过程,并综合考虑了冷表面温度、空气湿度、空气温度等因素的影响。通过质量守恒、能量守恒,采用准稳态的方法建立了冷表面的结霜过程数学模型及计算求解方法,研究了在冷表面温度、空气湿度、空气温度一定的情况下,霜层厚度、霜层热阻、霜层密度的变化曲线。提供了一种能够进行霜层生长规律和霜层物性预测的计算方法。     

表面活性剂对气液传质的影响

引言在气液相际传质的研究中,有许多有关表面活性剂能降低传质膜系数的报道．Davies在其《湍动现象》一书中做了较为详细的讨论,Davies认为,少量的表面活性剂使界面产生一层附加的薄膜,这层薄膜产生的应力将阻碍表面运动．实际上,气液相际传质通常总是伴有或强或弱的界面湍动,表面活性剂不仅改变界面湍动状况,而且对近界面浓度也有较大的影响．本文利用显微激光全息干涉技术对比进行了研究．1实验1.1装置液体折射率与密度有关,只要测出物场中的折射率变化,就可得到其浓度场的信息．利用激光全息干涉技术不仅可以测定浓度场的变化…     

滑移边界对含表面活性剂超薄液膜去湿特性的影响

针对预置在固体基底上含非溶性表面活性剂的超薄液膜去湿过程,基于滑移边界条件下的液膜厚度和表面活性剂浓度的非线性演化方程组,采用PDECOL程序对液膜去湿过程进行了数值模拟,分析了不同滑移尺度对含有内源和外源表面活性剂去湿特性的影响。研究表明,滑移边界对去湿过程的影响与表面活性剂初始分布密切相关,且不同平衡液膜厚度下滑移尺度的影响存在较大差异;总体上滑移边界促使超薄液膜趋于稳定,特别是当平衡液膜厚度较小时,滑移边界可有效控制去湿过程的发生;对于Spinodally稳定液膜,滑移边界对外源性情况的影响远大于内源性情况。     

超声波抑制平板表面结霜的试验研究

对自然对流条件下施加20 kHz频率的超声波和未施加超声波两种作用机制下平板表面的结霜现象进行了微观可视化研究,对比分析了有无超声波作用下不同冷表面温度对霜层厚度的影响。研究显示,冷表面霜层在施加超声波作用后仅有少量生长,霜层分布相对规则,由一簇簇“霜线”组成。结果表明,超声波对平板表面霜层的生长具有显著的抑制作用。     

多排平直翅片管换热器表面气液降膜流动特性的三维数值模拟

基于VOF模型建立了考虑重力、表面张力及界面摩擦力源项的多排平直翅片管换热器表面气液两相降膜流动三维瞬态CFD模型。不同气流速度下液膜厚度模拟结果与文献中试验值吻合较好,最大偏差小于5%,表明所建立CFD模型是可靠的。通过研究壁面接触角为30°时不同气液Reynolds数下液膜流动特性,结果表明：翅片管表面满膜流的临界Reynolds数Re_l为239,临界喷淋密度为0.06 kg/(m·s);在239 ≤ Re_l ≤ 995内,其平均液膜厚度较Nusselt理论解高16.8%～35.1%;气液逆流和顺流时气相Reynolds数Re_g应分别小于2190.7和3286.0,其主要原因在于过高的Re_g会导致气液界面摩擦力快速增大,从而引发液膜破裂和液滴脱落等现象恶化设备性能。总之,气液顺流更有利于在较高气相Reynolds数下实现翅片管表面的较薄满膜流动。     

炭纤维表面特性对复合材料表面性能的影响研究

为研究炭纤维表面特性对体育器械复合材料表面性能的影响,采用扫描电镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪等分析圆形截面高强炭纤维和圆形截面T300炭纤维表面物理、化学性能,并深入研究体育器械复合材料界面连接性能、吸湿性能和湿热力学性能。研究结果表明,圆形截面高强炭纤维表面较平滑,比表面积和活性碳原子相对比例较低;而圆形截面T300炭纤维表面较粗糙,比表面积和活性碳原子相对比例较高;圆形截面高强炭纤维体育器械复合材料的界面连接性较差、吸湿性能与湿热力学性能较佳。说明炭纤维表面越粗糙、比表面积越大、活性碳原子比例越高,炭纤维体育器械复合材料界面连接性能越好,但同时吸湿性能与湿热力学性能下降。     

表面活性剂对复合镀镍液阴极极化的影响

采用动电势扫描法测定了几种表面活性剂对镍-纳米微粒复合镀液的阴极行为的影响,并与基础镀镍液中的阴极极化曲线进行了比较。结果表明:复合镀液中表面活性剂对阴极极化行为的影响较为复杂,纳米微粒不同,表面活性剂对阴极极化行为影响差别较大;而在基础镀镍液中所选定的表面活性剂均能不同程度的增加极化,离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂混合使用时更能较大程度的增加阴极极化。