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结霜雪晶形成与生长机理国内外研究现状

时间:2019-03-31 10:30来源:毕业论文
雪晶研究历程及现状中谷宇吉郎教授深入地探索了雪晶形成与生长环境的关系[1], 在1936 年成功地制造出了人造雪晶 。研究者们通过大量实验发现:雪晶生长环境的细微变化, 特别是环境

雪晶研究历程及现状中谷宇吉郎教授深入地探索了雪晶形成与生长环境的关系[1], 在1936 年成功地制造出了“人造雪晶” 。研究者们通过大量实验发现:雪晶生长环境的细微变化, 特别是环境温度和过饱和度, 都会使雪晶的物性参数及形态发生较大的变化,尤其是雪晶的热导率,它会随着结晶温度的不同而发生较大的改变。经过多年研究, 科学家对雪晶的成核、生长、形成过程较为清晰的认识。
    宋玫峰、刘道平等[2]发表的一篇文章指出:通过对雪晶的成核机理、分子结构以及生长过程及其影响因素等进行综合分析, 并进行了实验研究, 指出了促进雪晶晶体形成和生长的方法。他们证明了碘化银对雪的结晶有很好的促进作用, 雪的物性参数将会随着结晶温度和结晶湿度的变化而变化。34087
 霜研究历程及现状
19世纪30年代德国的Piening[3]首次研究了玻璃管外面空气流动时造成的水珠冷凝和结霜现象。从现有的文献看,关于结霜现象的基础研究可以分为两大类:第一类为结霜的理论研究,包括结霜机理与过程;另一类是结霜过程的几何模型和数学模型,探讨霜的表面温度变化和霜的物性变化。水蒸汽在冷表面的结霜问题非常复杂,涉及到传热传质、多孔介质和物质相变。现在关于霜的生长机理研究主要涉及到霜的物性参数(热导率、比热容、密度)、结晶条件和传质传热过程。论文网
对于结霜机理,有很多科学家对其进行了相关研究,刘中良[4]建立了考虑霜层密度随时间和空间坐标变化的传热传质模型,并给出了数值解。Tao建立了密度随空间和时间变化的实验关联式[5]。霜的导热率由其密度和晶体结构决定,它是晶体结构、霜层内温度梯度引起水蒸汽渗透及凝华潜热释放和结晶表面粗糙程度等因素相互作用的结果。 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
Hayashi[6]等用扫描隧道显微镜观察了霜的生长过程,将霜的生长过程分为成核期、生长期和充分生长期。初始霜晶的滞后出现影响了整个后期结晶过程, 清华大学通过实验证实了上述说法[7] 。费千[8]等人拍摄了不同表面上疏密不同的着霜效果对比照片[8],发现结晶表面面积越小,空气温度约低,越不容易结霜。影响霜层生长的主要因素有:结霜表面温度、空气温度、湿度及空气的流速等。Lee[9]、Cheng[10]等通过实验研究了环境因素对霜层厚度的影响。结果表明,冷表面温度越低,空气湿度越大,霜层越厚。许多研究人员对气温这一影响因素进行了研究,但结论差距很大。Cheng[11]在结霜物体表面温度和空气含湿量都相同的情况下,测得当气温分别为23.3℃和28.4℃时,两条霜厚曲线重合,并且有交叉点。Lee[9]测得当气温在9.9~20.3℃这个范围时,霜层厚度会随着气温升高而增厚。 结霜雪晶形成与生长机理国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190331/31474.html
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