磁性冷表面結(jié)冰抑霜的可視化研究

李嘉純 勾昱君 李怡達(dá) 韓 佳

（華北理工大學(xué) 唐山 063000）

1 引言

結(jié)霜現(xiàn)象普遍存在于自然界中,霜的形成是一個復(fù)雜的瞬態(tài)傳熱傳質(zhì)過程。當(dāng)物體的表面溫度低于濕空氣的露點溫度時,水蒸氣就會在該物體表面凝結(jié)成小水珠,為氣-液相變過程。隨著溫度進(jìn)一步降低,凝結(jié)在冷表面的小水珠不斷融合、擴大,最后凍結(jié),發(fā)生液—固相變。隨后,凍結(jié)的冰珠表面會出現(xiàn)霜晶,進(jìn)而形成霜層。當(dāng)冷面溫度低于某一溫度時,空氣中的水蒸氣甚至?xí)苯釉诶浔砻嫔夏A成霜,不存在液化過程。可見結(jié)霜過程相當(dāng)復(fù)雜。結(jié)霜現(xiàn)象廣泛存在于各種低溫設(shè)備與制冷系統(tǒng)中。霜層的存在會阻礙換熱器換熱,增加換熱熱阻,降低介質(zhì)流通的截面積[1]；在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域,當(dāng)風(fēng)機葉片在低溫環(huán)境下工作時,葉片表面極易覆冰,風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)動困難,大大降低風(fēng)電機組的工作效率。且結(jié)霜現(xiàn)象在自然界也有嚴(yán)重的危害,近幾年的霜凍、雪災(zāi)都給我們國民經(jīng)濟帶來嚴(yán)重?fù)p失。所以研究抑霜、除霜就顯得尤為重要。

近年來,國內(nèi)外學(xué)者通過改變一些外在條件來抑制冷表面結(jié)霜。對于抑霜研究主要分為以下3 方面[2]:一是通過改變冷表面周圍的空氣環(huán)境來抑制結(jié)霜,主要通過在環(huán)境中加入固體干燥劑,降低空氣中的含濕量,從而達(dá)到抑霜的目的。但隨著時間的推移,干燥劑吸收水蒸氣的能力減弱,抑霜作用也逐漸失效,而且干燥劑不能重復(fù)使用,其時效性和可再生性還需要進(jìn)一步開發(fā)和研究；……