材料表面特性对结霜影响的试验研究

【摘要】结霜现象在航空航天、交通运输和空调热泵等领域中广泛存在，结霜问题将会对设备的运行造成不同程度的危害，轻则降低设备的运行效率，重则导致设备瘫痪。近年来，相关学者对结霜问题进行了大量的研究，涉及结霜过程的观察、结霜规律和结霜机理的研究、防结霜手段的探索等方面。大量的试验研究不仅能够清晰地认识到霜层的生长过程，更能为研究防霜/抑霜手段提供理论依据和试验基础，具有非常重要的现实意义。事实上，若要解决结霜问题带来的危害，就必须从根本上充分认识结霜过程。因此，本文对不同冷表面的结霜过程进行显微观察，充分地了解了冷表面上的结霜现象，分析了霜层的生长规律；并在显微观察的基础上对具备疏水性生物的体表和人工疏水性涂层进行了结霜试验，分析了疏水性表面的抑霜机理。具体内容有以下几点：（1）本文对拱形黄铜表面的结霜过程进行了显微观察，将冷表面的结霜过程划分为结霜的初始阶段、初始霜枝的生长阶段和霜层的后期生长阶段；采用试验观察和理论分析相结合的方法，对冷表面结霜过程中的霜枝生长现象和冷表面结霜过程中各个阶段的霜层生长规律进行分析。（2）本文对生物疏水性表面进行显微观察，发现翅表上的鳞片是沿着翅脉呈覆瓦状规则性的排列，其微纳米结构上有近似间距相等的平行纵肋和特殊的横肋。对生物疏水性表面进行结霜观察试验，发现结霜过程同样经历了水珠凝聚阶段、霜层的生长阶段和霜层的充分生长阶段，不同的是冷表面结霜的初始阶段中的水珠生成、长大和合并的形式比较明显。在多次结霜/缓霜试验后生物疏水性表面仍具有持久的抑霜性，并且翅表的鳞片能够明显地延缓水珠的冻结时间。（3）本文在玻璃基体上制备了超疏水涂层，对比分析亲水性玻璃表面和疏水性涂层表面的结霜过程，发现疏水性涂层在结霜初期形成的水珠尺寸变大，延迟了水珠的冻结时间、推迟了霜晶的出现时间、降低了结霜中后期的霜层密度。并在相同的环境温、湿度条件下，对不同温度的亲水性玻璃表面进行结霜试验观察，发现水珠的出现时间、冻结水珠出现的时间、冻结水珠的尺寸和冻结水珠上霜枝出现的时间差异性较大。在冷表面结霜的各个阶段中，霜层的形态有着明显的差异。
【作者】李微微；
【导师】金敬福；
【作者基本信息】吉林大学，农业机械化工程，2014，硕士
【关键词】结霜；霜层生长；疏水性生物；疏水性涂层；

【参考文献】
[1]林文.法舒地尔对尿道瘢痕成纤维细胞细胞外基质合成的作用及机制[D].福建医科大学,外科学,2014,硕士.
[2]杨琛.基于环形空间阵列扭矩传感器测量系统的数据处理方法研究[D].重庆大学,仪器仪表工程（专业学位）,2014,硕士.
[3]罗春晖.生活垃圾焚烧飞灰水洗—稳定化试验研究[D].东华大学,环境工程,2004,硕士.
[4]曹鑫.金融支持金昌循环经济产业发展问题研究[D].兰州商学院,金融学,2013,硕士.
[5]麦文添.TD-LTE基站智能规划研究[D].广东工业大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[6]刘洪腾.双自由度下肢实验平台运动控制的研究[D].河北工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[7]张睿.国内中小型法院公众参与性设计研究[D].西安建筑科技大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[8]岳云强.PRRSV-PCV2二联核酸疫苗的构建、免疫佐剂的筛选及免疫原性研究[D].吉林农业大学,预防兽医学,2012,硕士.
[9]黄正敏.HE4、HP及CA125联合检测在卵巢上皮性癌中的临床诊断价值[D].遵义医学院,妇产科学,2014,硕士.
[10]顾高峰.车载信息系统分神对驾驶绩效的影响研究[D].哈尔滨工业大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[11]张腾飞.介词用法自动识别及其在信息抽取中的应用研究[D].郑州大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[12]张寻.河北省高校竞技健美操运动的现状与研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[13]新型.中国科技大中外联合研发团队发现石墨烯类膜材料新特性[J].化工新型材料,2014,12:238.
[14]赵天.山西小提琴艺术发展概述[D].山西大学,音乐学,2004,硕士.
[15]高贵.土壤源热泵工程全过程管理[D].清华大学,项目管理（专业学位）,2013,硕士.
[16]谢旭.基于I/O高效性的MapReduce系统[D].华中科技大学,计算机技术,2013,硕士.
[17]张永胜.内蒙古中小企业发展中政府职能的研究[D].内蒙古大学,公共管理,2013,硕士.
[18]杨伟,叶其刚,李作洲,黄宏文.中华水韭残存居群的数量性状分化和地方适应性及其对保育遗传复壮策略的提示[J].植物生态学报,2008,01:143-151.
[19]徐永红,王举国,李欣,孙征海.元数据管理及其在数据仓库中的应用初探[J].华南金融电脑,2005,08:86-89.
[20]张海景.运动教育模式对高中生运动参与度影响的探索性研究[D].华东师范大学,体育人文社会学,2013,硕士.
[21]梁欢.交通银行西安分行绩效考核与激励系统设计[D].西安理工大学,工商管理,2004,硕士.
[22]谢宁.基于DeviceNet现场总线控制的称重设备设计[D].天津大学,控制工程,2013,硕士.
[23]张凯强,李博,赵蕴慧,李辉,袁晓燕.功能性POSS聚合物及其应用[J].化学进展,2014,Z1:394-402.
[24]林岚.儿童图画书词汇范畴转移的翻译研究[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[25]刘征宇.利用变压吸附技术在煤气中提纯CO[J].一重技术.2006(03)
[26]王伟涛.钢筋混凝土梁增大截面法加固前后的可靠度分析[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[27]施毅,金智,傅云义,于贵,吴南健,李昀.碳基纳米技术[J].中国科学:信息科学,2012,12:1631-1643.
[28]夏春萍.碳纳米管场效应管电子输运特性的研究[D].南京邮电大学,2013.
[29]巫满秀.成人教育学籍管理系统的开发[D].广东工业大学,软件工程,2004,硕士.
[30]张超.泰国初中汉语初级综合课《芒果多少钱一公斤？》课堂教学设计[D].安阳师范学院,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[31]赵丹.聚乳酸复合材料的制备、结构表征及其性能研究[D].兰州理工大学,2009.
[32]智鑫.对影视表演专业教学课程设置的思考[D].安徽大学,戏剧,2014,硕士.
[33]刘建国.猪场废水IC厌氧—三沟式氧化沟工艺技术研究[D].东华大学,环境工程,2004,硕士.
[34]李琴琴.适用任何运输方式贸易术语的风险及防范研究[D].天津财经大学,国际贸易学,2012,硕士.
[35]胡彬.石盐流体包裹体均—温度及捕获嗜盐菌机理研究[D].中国地质科学院,地球化学,2014,硕士.
[36]林瑞炽.高速列车火灾安全疏散研究[D].西南交通大学,交通运输工程,2014,硕士.
[37]吴岳.TNF-α在兔持续性牵张脊髓损伤脑脊液中的变化[D].桂林医学院,外科学,2012,硕士.
[38]刘娜.大学生民族文化认同问题研究[D].河北师范大学,思想政治教育,2013,硕士.
[39]冯晓林.我国婚内侵权的民事责任研究[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[40]王雪.世界级制造实践对企业绩效的影响研究[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2014,硕士.
[41]柳意樊.褐牙鲆（Paralichthys olivaceus）和杂交鲆（P.olivaceus♀×P.dentatus♂）幼鱼高温耐受性研究[D].中国科学院研究生院（海洋研究所）,水产养殖,2014,博士.
[42]孙琳.尿IL-6、TNF-α表达在肾性血尿中医证型及肾脏病理中的意义[D].浙江中医药大学,中西医结合肾脏疾病的研究,2013,硕士.
[43]张智勇,赵宇亮,柴之芳.纳米毒理学研究中的放射分析方法[J].化学进展,2011,07:1527-1533.
[44]王彩霞,乔颖,鲁宗相.考虑风电效益的风火互济系统旋转备用确定方式[J].电力系统自动化,2012,04:16-21.
[45]裴爱蕊.迭代学习控制在转台伺服系统中的应用研究[D].东北大学,控制理论与控制工程,2010,硕士.
[46]亓爱凤.内部公司治理、产品市场竞争与公司绩效[D].东北财经大学,金融学,2012,硕士.
[47]杨明.电力远程数据采集无线传输系统设计[D].北方工业大学,集成电路工程,2014,硕士.
[48]孟韶秀.从乔治斯坦纳的翻译四步骤看《孔雀东南飞》许译本[D].河北师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[49]闫书丽,刘思峰,方志耕,朱建军,吴利丰.基于累积前景理论的动态风险灰靶决策方法[J].控制与决策,2013,11:1655-1660+1666.
[50]王海梅.近代山东烟草业研究[D].安徽大学,经济史,2014,硕士.