液滴撞击过冷壁面的结冰特性实验研究

尚宇恒; 白博峰; 侯予; 钟昕

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液滴撞击过冷壁面的结冰特性实验研究

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为了研究液滴动态铺展特性以及冻结行为和机理,基于可视化实验平台,探究了壁面温度对液滴动态结冰过程的影响,分析了铺展直径随时间的变化规律和不同冰型形成的物理机制.实验中采用亲水硅片以及较大的撞击速度增加换热面积,同时采用较低的壁面温度强化液体与冷板之间的换热过程.结果表明,壁温降低导致液滴黏性耗散增加,液滴最大铺展直径略有减小,但壁面温度对于动态铺展阶段的影响不大;壁面温度对结冰过程的影响十分显著,不同的壁面过冷度可产生不同结冰形态;当壁面温度相对较高时,液滴呈现中间成尖结冰形态,壁面温度较低时,出现了一种新的内凹环状结冰形态,后者的形成是由于触发了液膜内部结冰,从而导致液膜内出现冻结锋面,且该锋面同时向外、向上发展.另外,本研究提出了无量纲导热因子以反映壁面导热性能的影响,通过结合无量纲导热因子和韦伯数的影响,揭示了不同冰型产生的条件,为控制结冰形态提供了新的策略.

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来源
《西安交通大学学报》 |2021年第10期|144-149|共6页
作者
尚宇恒; 白博峰; 侯予; 钟昕;
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作者单位

西安交通大学能源与动力工程学院 710049 西安;

西安交通大学能源与动力工程学院 710049 西安;

西安交通大学能源与动力工程学院 710049 西安;

西安交通大学能源与动力工程学院 710049 西安;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类工程热物理学;
关键词
液滴撞击; 动态铺展; 结冰形态; 导热效率;

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