冷表面霜晶演化的微观可视化观测

李 栋 陈振乾 王 鑫 赵孝保

(1南京师范大学江苏省能源系统过程转化与减排技术工程实验室, 南京 210042)(2东南大学能源与环境学院, 南京 210096)

冷表面霜晶演化的微观可视化观测

李 栋1陈振乾2王 鑫1赵孝保1

(1南京师范大学江苏省能源系统过程转化与减排技术工程实验室, 南京 210042)(2东南大学能源与环境学院, 南京 210096)

对冷表面霜层生长过程进行了微观可视化研究,对结霜生长过程不同时期的霜晶演化特征进行了观测,同时从相变动力学的角度对冷表面霜层初始液滴成核过程进行了理论分析.试验研究发现,冷表面霜层生长阶段不同位置霜晶呈现不均匀生长,局部存在霜枝倒伏以及霜晶消融现象,且随着时间的推移,冷表面不同位置霜晶逐渐趋于均匀.研究结果表明,冷表面温度越低,湿空气中水蒸气过饱和度越大,相变驱动力越大，发生气液相变形成活化液核的可能性越大.霜晶体表面温度以及局部水蒸气分压力的联合效应是发生霜晶消融的根本原因.

霜晶演化;微观可视化;相变驱动力;霜晶消融;霜枝倒伏

结霜现象广泛存在于各种航空航天飞行器表面以及制冷空调系统的蒸发器表面.霜层的形成严重影响飞行器飞行安全以及制冷空调系统运行的稳定性.因此,充分认识冷表面霜层生长过程是深入揭示冷表面霜层生长规律从而有效制定抑、除霜策略的基础.Hayashi等[1]把结霜分成初始晶核形成阶段、霜层生长阶段和霜层充分……