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竖直翅片表面结霜特性的试验研究

徐从辉 夏鹏

徐从辉, 夏鹏. 竖直翅片表面结霜特性的试验研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(4): 389-394. doi: 10.12299/jsues.23-0201
引用本文: 徐从辉, 夏鹏. 竖直翅片表面结霜特性的试验研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(4): 389-394. doi: 10.12299/jsues.23-0201
XU Conghui, XIA Peng. Experimental study on frosting characteristics of vertical fins[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(4): 389-394. doi: 10.12299/jsues.23-0201
Citation: XU Conghui, XIA Peng. Experimental study on frosting characteristics of vertical fins[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(4): 389-394. doi: 10.12299/jsues.23-0201

竖直翅片表面结霜特性的试验研究

doi: 10.12299/jsues.23-0201
详细信息
    作者简介:

    徐从辉(1998 − ),男,硕士生,研究方向为制冷与低温工程。E-mail:xch0618@qq.com

    通讯作者:

    夏 鹏(1979 − ),男,副教授,博士,研究方向为制冷与低温工程。E-mail:pxiazju@sues.edu.cn

  • 中图分类号: TB61 + 1

Experimental study on frosting characteristics of vertical fins

  • 摘要: 冬季放置室外的空气取水装置,其冷端竖直翅片表面容易结霜。通过可视化试验,研究不同空气条件下竖直翅片表面结霜特性,为抑制翅片表面结霜提供依据。结果表明,冷表面温度影响翅片表面霜晶的形貌。在冷表面温度降低过程中,霜晶依次呈现无规则状、扇状、羽毛状和树状。设置空气相对湿度为60%,空气温度在10~25 ℃递增,翅片表面水珠冻结时间先从273 s缩短至205 s后延长至269 s,霜层生长平均速度先快后慢。设置空气温度为20 ℃,空气相对湿度在20%~80%递增,翅片表面水珠冻结时间从345 s逐渐缩短至218 s,霜层生长平均速度变快。设置空气含湿量近似相等,空气温度在10~25 ℃递增,霜层生长平均速度变慢。
  • 图  1  试验装置示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of experimental device

    图  2  热电制冷系统冷端竖直翅片示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of vertical fin of cold end of thermoelectric refrigeration system

    图  3  霜晶的生长过程

    Figure  3.  The growth process of frost crystals

    图  4  四类霜晶形貌

    Figure  4.  Four kinds of frost crystal morphology

    图  5  霜层高度测量方法

    Figure  5.  Method of frost height measurement

    图  6  不同空气温度下翅片表面水珠出现时间

    Figure  6.  Time of water droplets appearing on fin surface at different air temperatures

    图  7  不同空气温度下翅片表面水珠冻结时间

    Figure  7.  Freezing time of water droplets on fin surface at different air temperatures

    图  8  不同空气相对湿度下翅片表面水珠出现时间

    Figure  8.  Time of bead occurrence on fin surface under different air relative humidity

    图  9  不同空气相对湿度下翅片表面水珠冻结时间

    Figure  9.  Freezing time of bead on fin surface under different air relative humidity

    图  10  霜层高度与空气温度的关系

    Figure  10.  Relationship between frost height and air temperature

    图  11  霜层高度与空气相对湿度的关系

    Figure  11.  Relationship between frost height and air relative humidity

    图  12  空气含湿量相等时霜层高度

    Figure  12.  Frost height when moisture content of air is equal

    表  1  不同空气条件下的相变驱动力

    Table  1.   Driving forces of phase transformation under different air conditions

    空气温度/℃ 空气相对湿度/% 相变驱动力 /(1023× J)
    20 20 55
    20 40 311
    20 60 461
    20 80 568
    10 60 223
    15 60 344
    25 60 574
    10 83 343
    20 44 347
    25 32 341
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    表  2  空气含湿量近似相等时4种试验工况

    Table  2.   Four experimental conditions when air moisture content is approximately equal

    空气温度/℃ 空气相对湿度/% 空气含湿量/(g·kg−1
    10 83 6.32
    15 60 6.35
    20 44 6.38
    25 32 6.29
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-19
  • 刊出日期:  2024-12-31

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