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
黄玲艳
,
刘中良
,
刘耀民
,
勾昱君
工程热物理学报
本文实验研究了低温受迫对流条件下空气参数对水平冷表面上液滴冻结的影响.冷表面温度分别为-15.5℃和-19.5℃,空气温度变化范围为-6～8.5℃,相对湿度变化范围为50%～80%,空气流速变化范围为1.0～9.0 m/s.结果表明,冷表面上液滴冻结的时间随冷面温度的升高而增加,随空气相对湿度的升高而减小.另外,空气温度和流速对冷表面液滴冻结也有较大的影响,随着空气温度和流速的增加,液滴冻结时间先减小后增大.
关键词:
结霜
,
液滴冻结
,
临界半径
黄玲艳
,
刘中良
,
勾昱君
,
刘耀民
工程热物理学报
本文研究了冷壁面温度对疏水表面（θ=108.8°）上单个水滴冻结过程的影响,比较了水滴的冻结时间及冻结前后的形态变化。结果表明,水滴冻结所需要的时间随冷表面温度的降低而减小,冷表面温度越低,水滴冻结后其顶端越容易出现树枝状霜晶生长。最后,根据能量守恒原理建立了冷表面上水滴冻结的数学模型,给出了相应的表达式,进而分析了壁面温度对水滴冻结时长的影响,计算结果与实验结果一致。
关键词:
疏水表面
,
冻结
,
接触角
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
勾昱君
,
刘中良
,
张广孟
,
李艳霞
工程热物理学报
本文以多壁碳纳米管为添加材料用于改善导热硅脂的导热性能,分别研究了碳纳米管长度和碳管表面改性对硅脂热性能的影响.结果表明碳管长度对硅脂的热性能有明显影响,硅脂的导热性能会随着添加的MWCNT长度的增加而降低,只有当MWCNT的长度小于一定值后,才能有效提高硅脂的导热性能,否则可能会产生相反的效果.碳管表面的功能化处理能提高硅脂的导热性能.透射电子显微镜分析表明,经过表面改性的MWCNT表面发生明显变化,功能团的附着使得碳管之间的分散性增强,从而使添加了改性后的MWCNT/硅脂导热系数增大,热阻降低.
关键词:
热界面材料
,
多壁碳纳米管
,
导热系数
,
接触压力
勾昱君
,
刘中良
工程热物理学报
研发了一系列将发光二极管（LED）散热与热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对其传热性能进行了实验研究。结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能将节点温度控制在70℃以下,满足了大功率LED对结点温度的控制要求;实验结果还表明,翅片结构不同,换热器散热能力明显不同,所研发系列异形翅片热管换热器的散热能力明显高于目前常用的普通矩形翅片热管换热器,其中以外翻形翅片热管换热器散热能力最好;还研究了热管换热器工作倾角对其散热能力的影响,并给出了热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响。
关键词:
热管
,
冷却系统
,
翅片结构
,
工作倾角
勾昱君
,
刘中良
,
刘耀民
,
黄玲艳
,
张明
工程热物理学报
本文对磁性表面上结霜现象进行了初步的实验研究.实验观察发现,磁性表面上水滴的凝结、霜晶的形成过程和霜晶的形态与非磁性表面上的情况是完全不同的,在磁性表面上凝结形成的液滴较非磁性表面上形成的液滴粒径更小、分布更加均匀,霜层结构更松散,更容易被去除.文章最后从理论上分析了这种现象产生的原因.
关键词:
结霜
,
磁场
,
极性水分子
黄玲艳
,
刘中良
,
勾昱君
,
刘耀民
工程热物理学报
本文通过化学刻蚀和表面氟化相结合的方法在铜片基体上制作了一系列具有不同接触角的疏水表面,水与疏水表面的接触角最高可达155.2°.显微观察了不同接触角冷表面上水珠的形成、冻结以及初始霜晶的生长,并与普通紫铜表面进行了对比.结果表明,普通紫铜表面上形成的水珠大且排列致密,而疏水表面上形成的水珠小且稀疏,呈球形,冻结时间晚.此外,疏水表面上形成的霜晶稀疏,较易去除.最后,从相变动力学理论分析了疏水表面延迟水珠冻结和霜晶生长的原因.
关键词:
接触角
,
疏水表面
,
霜晶
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
刘耀民
,
刘中良
,
黄玲艳
,
勾昱君
工程热物理学报
运用一种新的实验方法排除了环境温度变化对微型冷库性能的影响,从而定量研究了单一结霜现象对之造成的影响.研究表明,随着冷库的连续运行,蒸发器排管上形成的霜层厚度不断增加,直至霜层达到充分生长阶段,在冷库运行的后期,由于蒸发器霜层的影响导致冷库的 COP 平均降低了0.024,相对于无霜条件下降低了3.2%.
关键词:
结霜
,
冷库
,
蒸发器
,
COP
