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早期冷表面结霜形成的中尺度目视观测与分析( MESO-SCALE VISUAL OBSERVATIONS AND ANALYSES OF FROST FORMATION ON COLD SURFACES IN THE EARLY STAGE )
X Wu WT Dai XF Shan W Wang LM Tang
对接触角分别为56°和110°的裸铜表面和疏水铜表面的结霜过程进行了细观观察。实验是在表面温度为-20-0°C、环境空气温度为19-22°C、相对湿度为15-85%的条件下进行的。试验表明，冷表面结霜不是由蒸汽直接向霜转变的简单过程，而是经历了凝结液滴的形成、液滴的生长（包括过冷液滴的并合）、液滴的冻结、冻结液滴上形成初始霜晶、霜晶的生长并伴随部分晶体的崩塌等五个步骤，即凝结液滴的形成、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结、凝结液滴的凝结。与裸铜表面相比，疏水表面凝结液滴分布稀疏，但凝结液滴尺寸较大，凝结液滴冻结和结霜延迟，结霜高度较小，这些都支持疏水表面延缓结霜的形成和增长。对结霜现象进行了理论分析。根据成核自由能解释了结霜前的初始蒸汽凝结。对于温度低于0°C的冷表面上的蒸汽凝结，水核的Gibbs能垒比冰核的小，因此凝结液滴在冷表面结霜之前就出现了。此外，由于疏水表面比裸露表面具有更高的成核吉布斯能垒，所以液滴更容易在裸露表面形成。
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