游牧 周亚素 叶涛 赵敬德

东华大学环境科学与工程学院

0 引言

结霜是制冷、热泵和低温技术领域中常见的一种问题。在低温高湿的条件下，由于翅片换热器表面的温度较低，导致湿空气中的水蒸气在表面上凝结形成霜层。霜层的形成与生长不仅减少了翅片间的气流流动通道和空气流量，而且增大了翅片与空气间的传热热阻，导致换热器的换热性能下降[1]。因此掌握换热器表面结霜过程的规律，对于提高系统的换热性能极为重要。

国内外学者对结霜现象的研究主要包括：①通过建立结霜数学模型，运用数值模拟方法预测霜层的特征参数如霜层厚度、霜层密度等[2-5]。②通过理论和实验分析霜层生长机理，探究霜层生长过程中的规律和影响因素[6-9]。由于翅片换热器的结霜过程是一个非定常且有相变的复杂传热传质过程，单纯的理论和模拟研究难度较大，因此，利用实验分析研究十分重要。

许多学者通过实验的研究发现翅片换热器结霜问题与换热器结构参数和系统的环境参数等密切相关。秦海杰等[10]通过实验研究翅片间距、翅片表面材料等对空气冷却器结霜特性的影响。童治文等[11]通过实验测试了不同的入口空气温度、湿度、流速等环境参数下，翅片管蒸发器低温结霜工况下结霜量、制冷量等的变化规律。但是对于不同环境参数下，霜层密度变化 的研究相对较少，霜层密度反映了霜层的厚实程度，同时也是反映除霜过程难易程度的重要因素。……