In diesem Artikel wurde eine Metalloberfläche mit einem Array quadratischer Mikrosäulen mittels Mikromechanik hergestellt und experimentell die Frostbildungseigenschaften unter natürlicher Konvektion bei Umgebungstemperatur Tatm=24 ℃, relativer Luftfeuchtigkeit RH=17%, verschiedenen kalten Oberflächentemperaturen (Tw=﹣5,2,﹣10,1,﹣15,2 ℃) und unterschiedlichen Probenmaßen untersucht. Der Einfluss der Oberflächentemperatur und der Dauer auf die Dicke und das Gewicht der Frostschicht wurde analysiert, ein Abtaumechanismus der quadratischen Mikrosäulenoberfläche vorgeschlagen und durch Simulation verifiziert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer kalten Oberflächentemperatur von -10 ℃ die Frostmasse auf der Oberfläche mit Mikrosäulen im Vergleich zur glatten Oberfläche um etwa 32 % reduziert wurde; natürliche Konvektion erzeugt Luftwirbel zwischen den Mikrosäulen, Wasserdampf bewegt sich mit diesen Wirbeln und kann sich nicht in den Rillen aufhalten, Frost bildet sich nur auf den Spitzen der Mikrosäulen und nicht in den Rillen, was die effektive Frostfläche erheblich reduziert; wenn der Abstand L zwischen den Mikrosäulen zu groß ist, bilden sich Kondensationstropfen und Frost in den Rillen.

Frostbildungseigenschaften; Mikrosäulenarray-Oberfläche; natürliche Konvektion; Simulation