2018傳熱傳質(zhì)學(xué)年會集

學(xué)術(shù)會 ，，，李艷（工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源市朝陽區(qū)平樂園100號（， ，: ：。[1]，50%以上[2]。因此換熱器上結(jié)霜的研究是結(jié)霜研究領(lǐng)3,4][][5,][7,]Km等7]7×60m霜做了究出了霜厚度和表面度的實驗聯(lián)式[8研究了16×6×0.5mNG[]。d=4mm1cm29的基溫度t0，實驗中肋片是水平的。霜表面溫度用紅外線測溫儀（OMEGAOS418-LS） 測量，在-60~-10C范圍內(nèi)精度是±1C，在-10C~0C范圍內(nèi)精度是±0.1C，霜的表面發(fā)射率取0.97[12,13]。空氣溫度由空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，精度為±0.5C，氣溫另用T型精度±2%；空氣相對濕度用溫濕度測量儀測量（OMEGARH511。實驗前肋片和冷板用砂紙打磨，用溶液擦拭，用去離子水擦洗，干燥后用聚氯乙烯薄膜覆蓋。調(diào)節(jié)冷板溫度至實驗要求值，穩(wěn)定5到10分鐘后，將冷板和直肋上的薄膜取下，結(jié)霜實驗開始每隔5分鐘拍攝霜層 安放的顯微鏡和CCD 均值作為該時刻的霜表面溫度。實驗持續(xù)2小時，在實驗結(jié)束時測量霜筒重量，測量精1.氮氣瓶；2.進氣閥；3.液氮罐；4.出氣/液管閥；5.保溫箱；6.放空閥；7.顯微鏡-1；8.CCD頭-1；9.冷板；10.圓截面直肋；11.冷光源；12.顯微鏡-2；13.CCD頭-2；14.Agilent數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；15.計算機-1；16.計算機-2；17.計算機-3.1:（30%，50%70%三個檔位變化，在每檔空氣濕度內(nèi)，肋基溫度分別維持在-180C，-160C和-140C進行實驗，以期研究空氣濕度和肋基溫度對肋片結(jié)霜的影響。圖2所示是肋片上結(jié)霜的一個典型過程，肋中部的是霜層的俯視圖，肋端則是霜層的左視圖。由3min時肋端的霜層生長看出：在結(jié)霜初期，霜此時肋下緣還未被霜晶完箭頭所指。隨著時間的推移，霜層沿肋高的生長漸趨（17min（45min（1%左右，長方式是以冷表面附近由水汽凝華或微小水滴凍結(jié)形成的冰晶粒子沉積為主導(dǎo)機制 17 45 85 120（tw=-140C,ta=25C,35δ和霜表面溫度Tfst的變化。δ和霜表面溫度Tfs均在相仿的數(shù)值范圍內(nèi)變化。RH30%，50%70%時，霜厚分別在6.1~6.5mm，6.8~7.0mm，6.8~7.4mm之間變化；霜表面溫度分別在-29增加，霜表面溫度整體隨之升高。將肋基溫度為-180C，RH50%70%的兩條RH=30%的霜厚圖和霜表面溫度圖中，可以清晰地看出這一趨勢。對于平均霜厚度的影響，RH=30%RH=70%的霜厚圖顯示，肋基溫度為-180C時的霜厚總體高于肋基溫度為-160C和-140C的霜厚；RH=50%RH=70%時，肋基溫度為-140C的霜厚曲線是靠下的。可以說厚度數(shù)據(jù)顯示肋基溫度對霜層生長的影響較弱，但t=25t=25t=-180C,t=25t=-180C,-7-6-tt( - - -1 t

-

t3RH=30%時平均霜厚δ和霜表面溫度Tfs隨時間的變t=25t=25Ct=-180t=-160t=-140t=25Ct=-180t=-160t=-14076-5tt(-3 -10 t

-

t4RH=50%時平均霜厚δ和霜表面溫度Tfs隨時間的變t=25t=25Ct=-140t=25Ct=-180t=-160t=-140 -6-tt(-3 -10 t

-

t5RH=70%時平均霜厚δ和霜表面溫度Tfs隨時間的變f和霜層導(dǎo)熱系數(shù)f說明的是，根據(jù)大量的實驗觀察[10，][7,1]（圖()，圖4a)，圖5()20n20n不便直接應(yīng)用。同樣根據(jù)大量的實驗觀察，低溫冷面上所結(jié)霜層與雪相似[10,11]。相關(guān)

fgcm，導(dǎo)熱系數(shù)的單位是W(mK)3ff基溫度t0f和導(dǎo)熱系數(shù)f1?？闯鏊獙游镄灾狄部砂纯諝庀鄬?0C40C，同一空氣相對濕度下，不同肋基溫度14%。1f和導(dǎo)熱系數(shù)f列

t0=-180ff

t0=-160f f

t0=-140f fkg

W(m

kg

W(m

kg

W(m2.2熱系統(tǒng)，則t時刻通過霜筒傳向肋表的熱量可用下式計算[13]：ln(DtdtΦ=2flt(tfs,tln(Dtdt

lt，Dt，tfs,t分別是t時刻的霜筒長度和平均直徑，以及霜表面平均溫度。鑒于霜層較小的導(dǎo)熱系數(shù)和鋁較大的導(dǎo)熱系數(shù)，將肋片表面平均溫度取為肋基溫度t0。其實，這d dx2=mx0,

0

t

;xH,d

emxe2mH12fAlln(Dtd 2fAlln(Dtd繼而可以計算隨霜層增長肋效率f的變化。將無霜時肋基溫度t0下的熱通量Φ0和肋效率f2。2不同肋基溫度t0時的hhcW%-180-160-140hhchr分別是對流換熱系數(shù)和輻射表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。計算過程參考文獻[13]0.2[13,16]，鋁的243W(mK)[13]Pra查自文獻[17]。RH30%50%64.60%63.88% 6RH=30%時熱通量Φ和肋效率f隨時間的變 7RH=50%時熱通量Φ和肋效率f隨時間的變3

8RH=70%時熱通量Φ和肋效率f隨時間的變JieunHwang,KeumnamCho.Numericalpredictionoffrostpropertiesandperformanceoffin-tubeheatexchangerwithinfinunderfrosting[J].InternationalJournalofRefrigeration,2014,46:59-68.C.Th.Sanders.Theinfluenceoffrostformationanddefrostingontheperformanceofaircoolers[D].DelftUniversityofTechnology,1974.underfrostcondition[J].InternationalJournalofHeat&FluidFlow,2011,32(1):249-260.DLDSilva，CJLHermes，CMelo.First-principlesmodelingoffrostaccumulationonfan-dtube-finevaporators[J].AppliedThermalEngineering,2011,31(14-15):2616-2621.LingyanHuang,ZhongliangLiu,YaominLiu,YujunGou,JietengWang.Experimentalstudyonfrostreleaseonfin-and-tubeheatexchangersbyuseofanovelanti-frostingpaint[J].ExperimentalThermalandFluidScience,2009,33:1049-1054. mmadAmini,AhmadR.Pishevar,MahmoodYaghoubi.Experimentalstudyoffrostformationonafin-and-tubeheatexchangerbynaturalconvection[J].InternationalJournalofRefrigeration,2014,46:37-KyoungminKim,Jung-SooKim,Kwan-Soo.Characteristicsoffrostformationontwo-dimensionalfinsanditsempiricalcorrelations[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2010,53:2670–2675.XiaominWu,ShanHu,FuqiangChu.Experimentalstudyoffrostformationoncoldsurfaceswithvariousfinlayouts[J].AppliedThermalEngineering,2016,95:95-105.HyoMinJeong,HanShikChung,EldwinDjajadiwinata,PilHwanKim,YongHunLee.Experimentalstudyonthecharacteristicsoflongitudinalfinair-heatingvaporizersindifferentseasons[J].JournalofMechanicalScienceandTechnology,2008,22:981~990.NumericalsimulationoffrostingbehavioranditseffectonadirectcontactambientairZhongliangLiu,YuwanDong,LIYanxia.Anexperimentalstudyoffrostformationoncryogenicsurfacesunderconvectionconditions[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2016,97:569-577.LiyanLi,ZhongliangLiuYanxiaLI,YuwanDong.Frostdepositiononahorizontalcryogenicsurfaceinconvection[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2017,113:166–175.JunseiKondo,Hiromiyamazawa.MeasurementofSnowSurfaceEmissivity.GeophysicalInstitute,TohokuUniversity,1985.，.傳熱學(xué)(第四版).高等教育.Yang,D.-K.,Lee,K.-S..Dimensionlessc