过冷水滴结冰的热力学特性及相变动力行为研究

【作者】 杜雁霞； 桂业伟； 肖光明； 易贤； 李明； 李伟斌；

【机构】 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室；

【摘要】 针对过冷水滴结冰的凝固过程,基于示差扫描量热法,研究了过冷水滴的液/固相变热力学特性及相变动力行为,分析了冷却速度及异相形核条件对结晶凝固特性的影响规律;基于结冰风洞实验开展了不同温度条件下结冰的微结构特征研究。研究表明,结冰温度及冷却速率是影响过冷水滴结晶速率、相变动力学特性及其凝固组织特征的重要因素。在相同条件下,降温速率越大,过冷度相对越大,结晶速率相应提高,结晶峰温和结晶初始温度向低温方向移动,同时晶粒尺度变小,数量增加;异相形核条件对加速结晶过程有重要促进作用,含晶种的二次结晶过程因形核条件的差异,凝固速率与一次结晶过程有着不同的特点。相关研究对飞机结冰速率、结冰微结构特征、结冰宏观形貌及的防除冰过程的二次结冰特性的有效预测有着重要参考。更多还原