強(qiáng)制對流下翅片管蒸發(fā)器表面結(jié)霜實驗

陳清華,陸 育,關(guān)維娟,季家東,王建剛

(1.安徽理工大學(xué) a.礦山智能裝備與技術(shù)安徽省重點(diǎn)實驗室; b.數(shù)學(xué)與大數(shù)據(jù)學(xué)院,安徽 淮南 232001;2.安徽理工大學(xué) 環(huán)境友好材料與職業(yè)健康研究院(蕪湖),安徽 蕪湖 241003;3.廣東立佳實業(yè)有限公司,廣東 東莞 523000)

0 引言

翅片管蒸發(fā)器[1]因傳熱效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境試驗設(shè)備[2-4]。當(dāng)蒸發(fā)器長時間處于低溫高濕環(huán)境下,翅片管表面會產(chǎn)生相變結(jié)霜現(xiàn)象,霜層堵塞了翅片間空氣流道,同時增加了壁面與空氣間的熱阻,導(dǎo)致制冷系統(tǒng)能效比(energy efficiency ratio,EER)[5]降低,嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常運(yùn)行[6-8]。

為減輕結(jié)霜對設(shè)備運(yùn)行的負(fù)面影響,一直以來,國內(nèi)外學(xué)者對制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器表面結(jié)霜現(xiàn)象進(jìn)行了大量研究,并取得了豐碩成果。早期學(xué)者主要以平板、圓柱等簡單幾何形狀的冷表面為研究對象開展研究,例如,文獻(xiàn)[9]通過對平板鋁表面結(jié)霜過程進(jìn)行實驗研究,發(fā)現(xiàn)了鋁表面結(jié)霜的前沿效應(yīng),即進(jìn)風(fēng)入口區(qū)域的霜層厚度大于出口區(qū)域,且中心區(qū)域最厚。文獻(xiàn)[10]對水平圓柱表面結(jié)霜特性進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)在一定溫度范圍內(nèi),霜層厚度隨濕空氣溫度升高而增大。此類表面結(jié)構(gòu)結(jié)霜問題屬于典型非定常、相變和移動邊界層復(fù)雜耦合熱質(zhì)傳遞問題[11-12]。針對此,相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了一些探索性研究,例如,文獻(xiàn)[13]進(jìn)行了自然對流條件下翅片管表面霜層沉積的實驗研究,發(fā)現(xiàn)增加空氣相對濕度可以減少翅片管表面不同位置霜層分布差異,并且管表面溫度對縮短翅片堵塞時間最為顯著。文獻(xiàn)[14]實驗研究了自然對流條件下不同冷表面溫度下金屬表面的結(jié)霜特性,得到不同冷表面溫度下霜層厚度發(fā)生顯著變化時間及增長速度顯著不同的結(jié)論。文獻(xiàn)[15]對自然對流下翅片管換熱器進(jìn)行實驗研究,發(fā)現(xiàn)空氣濕度對翅片之間結(jié)霜的影響大于其他參數(shù)。

上述研究對自然對流以及單一環(huán)境變量下不同類型冷表面結(jié)霜問題進(jìn)行了研究,而工程實際中,蒸發(fā)器大多處于溫度、濕度及風(fēng)速并存的密閉空間強(qiáng)制對流工況下,目前對于強(qiáng)制對流下蒸發(fā)器結(jié)霜問題研究尚不多見。

前期研究工作中本文作者基于流固熱耦合方法,對三維平直翅片管換熱器的結(jié)霜過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究[16],在一定程度上提升了數(shù)值模擬精度,但并沒有進(jìn)行系統(tǒng)實驗研究。為此,本文通過構(gòu)建強(qiáng)制對流下蒸發(fā)器翅片管表面結(jié)霜可視化實驗平臺,記錄了翅片間霜層動態(tài)生長過程,分析了不同環(huán)境溫度、相對濕度及風(fēng)速對蒸發(fā)器表面霜層厚度、結(jié)霜量的影響,以及結(jié)霜工況下?lián)Q熱性能的變化規(guī)律,為翅片管蒸發(fā)器及恒溫恒濕箱制冷系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù),同時對于探究合理的抑霜手段也具有借鑒意義。

1 蒸發(fā)器結(jié)霜實驗

1.1 實驗裝置

為模擬空氣流動與溫濕度環(huán)境,將廣東立佳實業(yè)有限公司生產(chǎn)的某型號恒溫恒濕箱改良,作為實驗裝置,將離心風(fēng)機(jī)拆卸放置于蒸發(fā)器前端50 cm處,且與之平行,如圖1所示,實驗裝置包括密閉環(huán)境室、制冷循環(huán)系統(tǒng)、濕度及風(fēng)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)、霜層可視化系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5部分組成。其中,密閉環(huán)境室為總體積0.408 m3的帶隔熱壁面的實驗空間,為蒸發(fā)器提供結(jié)霜環(huán)境,且內(nèi)部裝有溫度和濕度傳感器以測定環(huán)境溫度與濕度。制冷循環(huán)系統(tǒng)為溫度可調(diào)的大供冷制冷機(jī)組,調(diào)節(jié)溫度范圍為-70～70 ℃,為蒸發(fā)器結(jié)霜及環(huán)境提供冷源,其中制冷劑為R502A。環(huán)境相對濕度由系統(tǒng)控制加濕器調(diào)節(jié),實現(xiàn)0～100%變化。為使得吹向蒸發(fā)器的迎面空氣更加均勻,在風(fēng)機(jī)前安裝均流器,風(fēng)機(jī)單獨(dú)連在控制系統(tǒng)中,實現(xiàn)風(fēng)速可調(diào)節(jié)變化。在實驗過程中,通過溫濕度傳感器測量空氣溫濕度,用風(fēng)速測量儀測量蒸發(fā)器迎面風(fēng)速,霜層厚度通過電荷耦合器件(charge coupled device,CCD)相機(jī)及圖像分析系統(tǒng)測得,結(jié)霜量在每次實驗結(jié)束后由電子天平稱得,實驗測量裝置規(guī)格如表1所示。

表1 實驗測量裝置規(guī)格

圖1 可視化結(jié)霜實驗裝置

圖2 霜層厚度與結(jié)霜量數(shù)據(jù)測量流程

測試翅片管蒸發(fā)器為翅片式圓管橫流換熱器,蒸發(fā)器穩(wěn)定工作時,流體通過空氣通道后與翅片和銅管發(fā)生對流換熱,翅片管上熱量通過導(dǎo)熱傳遞給管內(nèi)壁,最后管壁與其內(nèi)部運(yùn)送的制冷劑再進(jìn)行熱交換,將環(huán)境室的溫度降到實驗所需條件。翅片管由鋁制成,導(dǎo)熱系數(shù)為237 W/(m·K)。所有翅片與基管通過機(jī)械擴(kuò)張連接而成,盡可能降低翅片與管壁接觸面之間的熱阻。2排基管交錯排列,每排6管。為了直觀觀察翅片管表面上的霜層分布,實驗只對1排管上霜層進(jìn)行記錄。測試翅片管蒸發(fā)器參數(shù)如表2所示。

表2 測試翅片管蒸發(fā)器參數(shù)

1.2 實驗過程

在不同的環(huán)境因素下,霜層生長特性存在較大的差異,為了更好地了解翅片管蒸發(fā)器表面結(jié)霜情況,根據(jù)表3設(shè)置實驗測試條件,在環(huán)境溫度0～8 ℃、相對濕度55%～75%和迎面風(fēng)速0.8～2.4 m/s的條件下進(jìn)行一系列實驗測試,研究不同熱力學(xué)參數(shù)條件下霜層形態(tài)及霜層特性。

實驗過程分為制備和測量2個階段。實驗前,使用毛刷將翅片管蒸發(fā)器表面清理干凈,使其表面干燥及干凈,將實驗設(shè)備擺放至相應(yīng)位置。打開風(fēng)機(jī)控制單元,將測試段空氣速度調(diào)節(jié)至期望值,通過控制風(fēng)機(jī)完成結(jié)霜實驗的強(qiáng)制對流條件。設(shè)備系統(tǒng)首先關(guān)閉進(jìn)料閥并打開循環(huán)閥,待控制單元檢測到干球溫度以及濕球溫度達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定時,啟動恒溫恒濕箱中溫濕度控制單元,將環(huán)境控制室中的溫濕度及蒸發(fā)器的入口壓力調(diào)節(jié)到實驗所需值,如表3所示。一旦控制了所有參數(shù)并且所需值穩(wěn)定,就進(jìn)行霜層厚度及結(jié)霜量測量。霜層生長實驗期間,環(huán)境室溫濕度以及蒸發(fā)器迎面風(fēng)速保持在恒定值,實驗過程中選取翅片管表面不同位置的部分霜層圖像。為明顯觀察霜層厚度變化,間隔10 min拍攝1次霜層照片,在設(shè)備溫濕度監(jiān)控下,記錄下翅片管蒸發(fā)器局部霜層累積隨時間變化圖像,霜層厚度隨著時間變化不斷增長。為加快在不同條件下測試霜層厚度及結(jié)霜量的時間,通過打開熱泵系統(tǒng)加快翅片管間隙的霜層融化,稱取結(jié)霜量。結(jié)霜實驗達(dá)到設(shè)定的時間之后,關(guān)閉高低溫環(huán)境艙熱泵系統(tǒng)和結(jié)霜環(huán)境模擬室溫濕度控制設(shè)備。

為了更直觀看出不同工況下霜層變化過程及霜層形貌,將相機(jī)鏡頭拉近,圖3為不同工況下翅片管表面不同位置霜層隨時間生長過程。如圖3所示,隨著時間推移所有翅片間的空氣通道近似被霜占據(jù),結(jié)霜前期高相對濕度下翅片管表面霜層有成冰趨勢。由于環(huán)境室空間較大,迎面風(fēng)的面積未能達(dá)到完全覆蓋測試翅片管蒸發(fā)器表面的效果,再加上翅片周圍的氣流產(chǎn)生向下的空氣的熱羽流。熱羽流導(dǎo)致翅片底部處熱邊界層的厚度和濃度增加,使得下部中的傳熱和傳質(zhì)效果降低,故結(jié)霜過程中存在翅片管表面霜層分布不均,且翅片上部霜層厚度大于翅片下部霜層厚度的現(xiàn)象。

圖3 不同工況下翅片管表面霜層隨時間生長過程

2 實驗數(shù)據(jù)測量

2.1 霜層厚度測量方法

基于Python數(shù)字圖像處理技術(shù),利用圖像分割測量霜層厚度,由相機(jī)采取的霜層動態(tài)圖像實時傳輸至圖像采集系統(tǒng)中,標(biāo)定距離并計算霜層厚度[17]。由于翅片上霜層厚度存在差異性,實驗結(jié)果中考慮了相鄰3個翅片的平均厚度。圖2顯示了圖像處理流程,根據(jù)對像素調(diào)查以及霜層生長速率定義在0到1之間的事實,從實驗中捕捉到了代表無霜狀態(tài)下翅片的像素位置以及結(jié)霜狀態(tài)下翅片的像素位置。將實驗中原始霜層圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像,采用雙邊濾波技術(shù)進(jìn)行降噪處理,最后將圖像進(jìn)行二值分割[18]。根據(jù)霜層二值化圖像,霜層平均厚度可由下式計算:

(1)

其中:H為霜層平均厚度,mm;Aif為第i列像素中翅片厚度所占像素個數(shù);Ai為霜層厚度所占像素個數(shù);n為圖像矩陣列數(shù);RP為像素比。

2.2 霜層質(zhì)量測量

圖2顯示了部分棉花測量結(jié)霜量過程。由質(zhì)量守恒定律得,在實驗期間發(fā)生相變結(jié)霜的濕空氣質(zhì)量應(yīng)等于霜層融水的質(zhì)量,將托盤放滿棉花鋪底,利用棉花將霜層融水收集起來,并使用電子精密天平稱質(zhì)量,除去棉花及托盤的質(zhì)量,即得到翅片管蒸發(fā)器在相應(yīng)運(yùn)行工況及運(yùn)行時間下的結(jié)霜量,稱質(zhì)量儀器采用利平高精度電子秤,最大測量值為500 g,測量精度為0.001 g。

2.3 不確定度分析

本研究采用單樣本不確定度分析來估計實驗結(jié)果。測試參數(shù)可分為2部分:直接測量參數(shù)和間接測量參數(shù)。對于部分間接測量參數(shù),單次測量的不確定度對計算結(jié)果會產(chǎn)生較大的影響。根據(jù)測量不確定性相關(guān)文獻(xiàn)[19-20],假設(shè)結(jié)果R為關(guān)于自變量X1,X2,…,Xn的函數(shù),且R=R(X1,X2,…,Xn)。這些變量中每一個都存在不確定性(δRX1,δRX2,…,δRXn),RXi不確定度可通過以下公式確定:

(2)

其中:δRXi為RX中n為中階不確定度;δRX1為RX中一階不確定度,且表示在實驗測量過程中,使用給定儀器和儀表系統(tǒng)測量1組數(shù)據(jù)中預(yù)期的散射。表4為測量數(shù)據(jù)不確定度。

表4 相關(guān)參數(shù)的不確定度

3 環(huán)境參數(shù)對翅片管結(jié)霜特性的影響

3.1 環(huán)境參數(shù)對霜層厚度的影響

圖4為相對濕度75%、迎面風(fēng)速0.8 m/s時且不同環(huán)境溫度下霜層厚度和蒸發(fā)壓力的變化。由圖4a可知:在實驗50 min內(nèi),霜層厚度逐漸增大,0～10 min階段霜層厚度幾乎處于緩慢線性增長,設(shè)備運(yùn)行,蒸發(fā)器翅片管表面溫度達(dá)到濕空氣向霜層轉(zhuǎn)化的相變驅(qū)動力要求,霜層形成并開始增長。10～40 min階段內(nèi)霜層開始加速生長,此時霜層厚度的增長速率明顯加快。40～50 min時霜層生長速度開始變慢。在結(jié)霜50 min時,T=0 ℃工況下蒸發(fā)器表面霜層厚度比T=8 ℃工況下提高了12.78%。在環(huán)境相對濕度和迎面風(fēng)速一定時,環(huán)境溫度越低,結(jié)霜厚度越大,是因為環(huán)境溫度越低,蒸發(fā)壓力也隨之越低,如圖4b,濕空氣中的水蒸氣分壓對應(yīng)于翅片管表面溫度的水蒸氣飽和壓力之差變大,使得相變驅(qū)動力越大,從而霜層厚度越大。

(a) 不同環(huán)境溫度下霜層厚度變化

圖5為環(huán)境溫度0 ℃、迎面風(fēng)速1.6 m/s時不同環(huán)境相對濕度下霜層厚度和蒸發(fā)壓力隨時間的變化。如圖5a所示,結(jié)霜初期濕度最大時的霜層厚度最小,隨著時間推移,升至最大,其原因是蒸發(fā)壓力在結(jié)霜初期較大且降低趨勢較小,霜層緩慢增長,蒸發(fā)壓力降低到特定值后,相變驅(qū)動力占至主要地位,使得濕度較大時的霜層厚度加速增大。隨著時間的推遲,結(jié)霜后期時環(huán)境相對濕度越高,霜層厚度越大,在濕度變量的影響下霜層厚度較其他變量下更大,在環(huán)境相對濕度為75%時,霜層厚度達(dá)到了最大,約為2.549 mm,在結(jié)霜50 min時,相對濕度為75%工況下蒸發(fā)器表面霜層厚度比相對濕度為55%工況下增大了12.06%。這是因為較厚的霜層易在較高濕度下形成,濕度的增加使得水蒸氣滲透到霜層孔隙中,增加其密度和厚度,翅片周圍所有梯度濃度及翅片管表面上相變驅(qū)動力增加,翅片管上的蒸汽吸收量增大。

(a) 不同相對濕度下霜層厚度變化

圖6為環(huán)境溫度5 ℃、相對濕度65%時不同迎面風(fēng)速下霜層厚度和蒸發(fā)壓力隨時間的變化。由圖6a可知:霜層厚度隨時間變化逐漸增大,濕空氣速度越小,霜層厚度越大。相同時間內(nèi),濕空氣速度越大,流經(jīng)翅片間的水蒸氣越多,在結(jié)霜50 min時,迎面風(fēng)速為2.4 m/s工況下蒸發(fā)器表面霜層厚度比迎面風(fēng)速為0.8 m/s工況下增大了14.66%。相變驅(qū)動力使得水蒸氣向霜層質(zhì)量轉(zhuǎn)移速率越快,伴隨著霜層的增長堵塞翅片之間的空氣通道,翅片之間的霜層相互交織,導(dǎo)致翅片入口邊緣霜層厚度陡增。霜層厚度在低迎面風(fēng)速條件下生長速度較快,這是由于翅片表面形成的霜晶在垂直方向上累積所致,且迎面風(fēng)速較低時翅片表面霜層也就會相對疏松。如圖6b所示,由于蒸發(fā)器表面積較大以及溫濕度因素對蒸發(fā)壓力的影響程度大于迎面風(fēng)速,從而使迎面風(fēng)速較小時蒸發(fā)壓力并沒有受到影響,使得霜層厚度也沒受到影響。

(a) 不同迎面風(fēng)速下霜層厚度變化

3.2 環(huán)境參數(shù)對結(jié)霜量的影響

圖7為不同工況條件下結(jié)霜量隨時間的變化。由圖7可知:所有工況條件下結(jié)霜量隨時間推移而增大,整體增長趨勢相似。結(jié)霜前期結(jié)霜量以一定速率增長,中后期增長速率開始減小。圖7a為不同環(huán)境溫度下結(jié)霜量隨時間的變化,環(huán)境溫度越低,結(jié)霜量越大,在結(jié)霜50 min時,環(huán)境溫度為0 ℃工況下蒸發(fā)器表面結(jié)霜量比8 ℃工況下提高了70.40%。當(dāng)溫度越低且相對濕度高于蒸發(fā)器表面飽和濕度時,翅片表面形成霜層驅(qū)動力變大且形成霜晶密度越大。圖7b為不同相對濕度下結(jié)霜量隨時間的變化,空氣相對濕度越大,結(jié)霜量增長速率越快,濕度的增加使得濕空氣中水分子向霜轉(zhuǎn)化的總量越大。并且在相對濕度為變量下的結(jié)霜總量與環(huán)境溫度與迎面風(fēng)速為變量下相比較大,反應(yīng)了相對濕度作為霜層生長的1個主要影響因素。相對濕度為75%工況下蒸發(fā)器表面結(jié)霜量比相對濕度為55%工況下提高了23.42%。圖7c為不同迎面風(fēng)速下結(jié)霜量隨時間的變化,迎面風(fēng)速越大,結(jié)霜量越小,且在結(jié)霜整個階段中低迎面風(fēng)速下的結(jié)霜量與較高風(fēng)速下的差值越來越大,風(fēng)速的降低使得流經(jīng)翅片表面的空氣流量降低,使得水蒸氣向霜層轉(zhuǎn)化總量降低。迎面風(fēng)速為2.4 m/s工況下蒸發(fā)器表面結(jié)霜量比迎面風(fēng)速為0.8 m/s工況下提高了40.69%。

(a) 不同溫度下結(jié)霜量

3.3 環(huán)境參數(shù)對換熱量的影響

蒸發(fā)器作為制冷系統(tǒng)中最重要的部件之一,主要作用是將制冷劑從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài),同時吸收熱量完成制冷循環(huán),其換熱量的高低直接影響系統(tǒng)的制冷效果。圖8a為3種空氣溫度下蒸發(fā)器與環(huán)境間的換熱量動態(tài)變化過程。通過增加環(huán)境溫度,與翅片管中制冷劑溫度間的溫差增大,蒸發(fā)器表面換熱量隨之增大。在結(jié)霜50 min時,環(huán)境溫度為0 ℃工況的蒸發(fā)器換熱量比8 ℃工況的提高了29.21%。每次測試開始時,換熱量的顯著變化較大。在結(jié)霜初期,因為少量霜層以晶體形式附著在翅片管上,增加了壁面的粗糙度。之后,由于晶體的結(jié)合和表面霜層的形成,翅片尖端沉積的霜層結(jié)合在一起,翅片、管道與周圍空氣之間的熱阻增大,換熱量不斷減小。

(a) 不同溫度下?lián)Q熱量

采用Matlab軟件將不同環(huán)境溫度下蒸發(fā)器結(jié)霜時期的換熱量進(jìn)行擬合,通過限制自變量的位次,擬合后的方差(R2)為0.996 6,和方差(SSE)為0.002 706 4,擬合公式如下:

Q=559.8-60.46t-73.2T+0.239 2t2-1.652tT-13.13T2+87t3+15.53t2T+2.19tT2-2.719tT2-

49.34t4-4.469t3T+2.248t2T2,

(3)

其中:Q為換熱量,J;t為時間,s;T為溫度,℃。

圖8b為3種環(huán)境相對濕度下蒸發(fā)器與環(huán)境間的換熱量動態(tài)變化過程。由圖8b可知:環(huán)境相對濕度越高,傳熱速率上升越快,換熱量也就大。這是由于結(jié)霜前期翅片管表面霜層較少,尚未完全覆蓋其表面,顆粒狀霜層增加了空氣的擾動,使得對流換熱作用增強(qiáng),從而導(dǎo)致?lián)Q熱量增加。在結(jié)霜50 min時,相對濕度為75%工況的蒸發(fā)器換熱量比相對濕度為55%工況的提高了7.25%。霜層在不斷累積過程中,空氣流通阻力也隨之越來越大,相對濕度越大的環(huán)境工況下,霜層累積的越多,使得霜層較快完全阻塞空氣流通通道,換熱量也就急劇下降。

采用Matlab軟件將不同環(huán)境相對濕度下蒸發(fā)器結(jié)霜時期換熱量進(jìn)行擬合,擬合后的方差(R2)為0.991 0,和方差(SSE)為0.009 217 8,擬合公式如下:

Q=670-29.06t+21.11x-21.53t2-27.54tx-7.258x2+85.27t3-13.89t2x+2.19tx2-45.83t4+

10.02t3x-3.562t2x2,

(4)

其中:Q為換熱量,J;t為時間,s;x為相對濕度,%。

圖8c為3種迎面風(fēng)速下蒸發(fā)器與環(huán)境間的換熱量動態(tài)變化過程。由圖8c可知:迎面風(fēng)速越大,換熱量越大且穩(wěn)定性越好,當(dāng)風(fēng)速增大時,蒸發(fā)器表面的氣流運(yùn)動速度也會增大,其對熱的傳遞增強(qiáng),從而提高換熱量,但是過大的迎面風(fēng)速對霜層的物理吹拂作用會導(dǎo)致霜層表面變得毛糙不平,從而形成空氣流動不穩(wěn)定,進(jìn)一步影響了蒸發(fā)器的換熱效果。在結(jié)霜50 min時,迎面風(fēng)速為2.4 m/s工況的蒸發(fā)器換熱量比迎面風(fēng)速為0.8 m/s工況的提高了65.56%。且隨著翅片管表面霜層厚度變大,傳熱熱阻變大,換熱量隨之降低。

采用Matlab軟件將不同迎面風(fēng)速下蒸發(fā)器結(jié)霜時期換熱量進(jìn)行擬合,擬合后的方差(R2)為0.989 0,和方差(SSE)為0.008 281 6,擬合公式如下:

Q=446.8-44.16t+84.53v-3.234t2-6.936tv+27.98v2+70.58t3-12.18t2v+3.988tv2-

39.3t4+13.53t3v-5.108t2v2,

(5)

其中:Q為換熱量,J;t為時間,s;x為風(fēng)速,m/s。

4 結(jié)論

(1)搭建了強(qiáng)制對流結(jié)霜及可視化系統(tǒng)實驗裝置,得到了不同工況下霜層形貌,制冷系統(tǒng)的運(yùn)行使得制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器翅片管中,低溫翅片表面及迎面濕空氣場協(xié)同作用,翅片管表面逐漸出現(xiàn)霜層,在實驗時間50 min內(nèi),霜層呈現(xiàn)動態(tài)生長過程。

(2)環(huán)境溫度及迎面風(fēng)速為影響蒸發(fā)器結(jié)霜的主要因素,結(jié)霜50 min,環(huán)境溫度為0 ℃下的霜層厚度、結(jié)霜量比環(huán)境溫度為8 ℃下分別提高了12.78%、70.40%;結(jié)霜50 min,迎面風(fēng)速為2.4 m/s下的霜層厚度、結(jié)霜量比迎面風(fēng)速為0.8 m/s下提高了14.66%、40.69%。

(3)相同環(huán)境相對濕度及迎面風(fēng)速下,環(huán)境溫度越低,霜層厚度越大;相同環(huán)境溫度及相對濕度下,迎面風(fēng)速越大,霜層厚度越大。在環(huán)境溫度0 ℃、相對濕度75%及迎面風(fēng)速0.8 m/s時,霜層厚度與結(jié)霜量達(dá)到了最大值,為2.549 mm及455.639 g。

(4)結(jié)霜期間,換熱量在不同環(huán)境參數(shù)的影響下,皆呈現(xiàn)出前期增長迅速,后期緩慢下降的現(xiàn)象。環(huán)境溫度越低,換熱量越大;空氣相對濕度越高,換熱量越大,出現(xiàn)下降趨勢現(xiàn)象越快;迎面風(fēng)速越大,換熱量越大。利用Matlab軟件得到了換熱量關(guān)于環(huán)境參數(shù)及時間下的相關(guān)關(guān)系。