(大连理工大学能源与动力学院 大连 116024)

结霜现象广泛存在于空调、航空航天、低温制冷等领域，是一种常见的物理现象。换热设备结霜后，会产生很多危害，例如降低传热性能，堵塞气体通道，增加阻力和能耗，但是结霜往往可以避免，因此充分了解结霜机理，研究霜层的生长规律，有效抑制结霜的方法对工业生产和生活至关重要。

Y. Hayasi等[1]将结霜过程分成初始晶核形成阶段、霜层生长阶段和霜层充分生长阶段。吴晓敏等[2]从形核的概念出发，揭示了增大接触角可以提高成核势垒，使新相更难形成。一些学者针对单个水滴的冻结过程进行了研究。如M. H. Kim等[3-4]研究了水滴冻结过程内部温度的变化，并将水滴冻结过程分为4个阶段。Huang Lingyan等[5]研究了自然对流条件下接触角对水滴冻结过程的影响，发现水滴接触角越大，冻结时间越长。黄玲艳等[6]研究发现冷表面温度越低，水滴冻结后其顶端越容易出现枝状霜晶生长。

H. Kim等[7]实验研究了不同表面接触角上结霜早期阶段的成核行为。Wu Xiaomin等[8]研究了不同结霜条件下接触角为56°和110°冷表面上的结霜过程，从成核自由能的角度，解释了水滴的凝结更易发生于表面接触角较小的冷表面的原因。徐文骥等[9]采用中性的电解液，利用电化学加工技术和氟化处理制备出的铝基超疏水表面，接触角达160°。Liu Zhongliang等[10]研究了表面温度为-10.1 ℃，相对湿度为40%，超疏水表面上霜的生长过程。研究发现在该条件下，超疏水表面可以延迟结霜长达55 min。

Wu Xiaomin等[11]研究了表面温度在-20～0 ℃条件下霜晶形状，并将初始霜晶的形状分为4类。……