热科学与技术

作者：张哲

单位：天津商业大学

关键词：冷表面,液滴,冻结过程,形变,传热,

基金：国家自然科学基金项目(12172254)；天津市自然科学基金项目(21YDTPJC00300)；天津市研究生科研创新项目（2022SKY327）；天津商业大学大学生创新训练项目（202110069171）

本文搭建了液滴冻结可视化实验装置，选取T2紫铜(Ⅰ)、7075铝合金(Ⅱ)和304不锈钢(Ⅲ)3种底板材料作为研究对象。探究了液滴体积和底板温度对液滴形变的影响，并研究了相变过程中相关参数的变化规律，如冻结时间、液滴高度及接触角等。研究发现：在表面张力，密度差及重力等综合影响下，液滴形变有相似的规律：高度升高，液滴轮廓变为由弧形变为锥形，奇异尖端形成等。其中，冷表面Ⅰ上的液滴形变率最大，且体积影响下液滴冻结前后高度增长率的差值均在10%以内。当冷表面温度由268K降至255K时，冷表面Ⅱ受冷表面温度影响最大，降幅为15%。相较冷表面Ⅰ和Ⅱ，冷表面Ⅲ对液滴冻结有一定的延缓作用，且存在透明状的条幅；研究液滴冻结的形变规律，能更好理解冻结机制，为工程实例中低温环境下防/除冰技术提供数据支持。

来源：2025年第4期

《热科学与技术》期刊编辑部

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