勾昱君
,
刘中良
,
王皆腾
,
程水源
工程热物理学报
仿生超疏水表面具有多重纳米和微米级的超微结构,其与水滴的接触角一般在150度以上,本文将这种仿生超疏水表面应用到制冷抑霜实验中,观察其表面上水珠的生成、冻结、初始霜晶的出现以及最终霜晶的特殊形态,与普通金属表面上霜的形成过程相比,这种表面具有很强的抑霜性,在-10℃的冷表面上它能延迟初始霜晶的形成55 min以上,其最终形成的霜晶结构松散,较易去除.在实验中首次发现了在该表面上形成的霜晶形态特异,类似一朵朵菊花.最后本文从理论上分析了这种表面的抑霜机理.
关键词:
仿生超疏水表面
,
莲花效应
,
结霜
,
接触角
,
成核势垒
王皆腾
,
刘中良
,
勾昱君
,
张新华
,
程水源
工程热物理学报
本文对冷表面上的水滴冻结过程进行了研究.用显微成像系统对该过程进行了现象观察,采用热电偶对水滴中心温度进行了测量.实验发现,水滴温度随冷表面温度下降而下降,稍低于0℃时没有显著相变.水滴温度继续降低到约-5℃时发生明显相变,同时,水滴中心温度迅速回升并维持在稍低于三相点温度,冻结锋面到达热电偶所在的水滴中心位置后又逐渐下降,直到非常接近冷表面温度.建立了该过程的数学模型并进行了数值模拟,结果与实验基本符合.
关键词:
结霜
,
过冷
,
水滴
,
相变
张新华
,
刘中良
,
王皆腾
,
勾昱君
,
孟声
,
马重芳
工程热物理学报
本文用含有纳米SiO2的涂层作为亲水表面,并在其上进行结霜实验研究.用接触角测量仪测出涂层表面和紫铜板表面的接触角,在不同实验条件下测量了涂层表面霜层的厚度,并与紫铜表面的霜厚进行了对比.结果表明在环境相对湿度较小、冷壁温度不太低的条件下,这种涂层能够较好地抑制霜层的生长.通过使用红外成像仪对不同时刻霜层表面温度测量,结果表明,这种亲水涂层具有较小的传热热阻,与具有较大传热热阻的霜层相比几乎可以忽略.
关键词:
热工学
,
纳米SiO2涂层
,
实验研究
,
抑霜
王皆腾
,
刘中良
,
黄玲艳
,
程水源
工程热物理学报
本文通过实验和数值模拟手段研究冷空气中水滴的冷却和随后的冻结过程.微小水滴被黏附在热电偶感温点上并置于冷空气中,测量了水滴冷却和冻结过程中的温度变化.用显微镜观察了冻结过程的现象,建立了水滴冻结的相变动力学模型.在此基础上的数值模拟结果基本与实验相符.
关键词:
水滴
,
过冷
,
相变
,
冻结
黄玲艳
,
刘中良
,
王皆腾
,
刘耀民
,
勾昱君
工程热物理学报
本文利用自行研发的一种强吸水性涂料制成厚度为0.05 mm的抑霜涂层,对涂层的持续亲水性和重复抑霜性能进行了测试.结果表明,该涂层经过20次的干湿循环之后仍然具有较强的吸水能力;在相对环境湿度为53%、壁温-10.5℃条件下的实验表明,该涂层的重复性抑霜效果良好.
关键词:
热工学
,
亲水涂层
,
实验研究
,
结霜
王皆腾
,
孙俊芳
,
刘中良
工程热物理学报
通过对车用小型扁平状储气罐进行合理的优化设计,增强热量的传递,来有效地控制热效应.数值模拟结果表明:在储气罐内加换热管可以使温度分布的不均匀性降低60%以上;再加入肋片可以加强储气罐的结构,提高储气罐的承压能力,也可以使温度分布的不均匀性进一步降低.
关键词:
天然气
,
储存
,
数学模拟
,
强化传热
