霜经常出现在自然界和工业领域中,如制冷空调、空气源热泵系统、航空航天和低温工程领域等

。霜的生长受到多种因素制约,在不同的研究环境下具有不同的生长特性。为了获得参数均匀,稳定可控的霜层生长环境,目前大多数研究都是在一个相对于结霜冷表面来说的大开放空间进行的。这种空间的特点在于气流通道高度高于霜层厚度的25倍以上

。当发生结霜时,湿空气参数随时间的变化较小,沿流动方向的分布较为均匀。在这种开放空间的实验环境中,霜层的生长特性已经在不同的冷却表面,如圆筒表面、翅片、平板面上进行了广泛的探索

。比如在平板表面中,自然对流条件下,低的冷却表面温度、高的湿空气温度和高的相对湿度有利于霜的生长

。在低温和强制对流条件下,霜的厚度随着冷却面温度的降低而减少

。比起大开放空间,实际结霜现象更经常出现在狭窄的换热器流道中,比如板翅式换热器的热空气流道以及管翅式换热器翅片之间的空气流道。这类的受限结霜空间特点在于,空气流动通道高度略大于霜层厚度,沿流动方向湿空气温度和水蒸气含量下降明显。在此类受限流道中,结霜特性研究经常在沿空气流动方向恒定壁温以及恒定入口湿空气条件下进行

,但实际中湿空气参数和冷表面的温度经常会同时发生改变

,且通常研究的是换热器的整体结霜特性

,而受限流道内的霜层生长细节仍然不够明晰。……