摘要
本論文では、FLUENTソフトウェアの凝固/融解モデルを用いて、接触角と質量分率が純水および塩化ナトリウム溶液の冷表面における凍結過程に与える影響をシミュレーションした。銅板を親水性表面、ナノ膜表面を疎水性表面として選定し、異なる表面特性条件下での液滴の凍結過程について実験的に研究した。結果は、液滴の冷表面での凍結特性が接触角および質量分率に関連していることを示した。溶液の質量分率が一定の場合、接触角が小さいほど液滴の凍結速度は速く、完全凍結時間は短い。凍結過程の初期段階では、接触角が小さいほど液滴の底部温度は低い。凍結時刻が同じで液滴の高さが同一の場合、液滴表面の温度および液相分率は液滴内部よりも低い。接触角が同じ場合、溶液の質量分率は液滴の凍結開始温度に反比例し、完全凍結時間に比例する。実験結果とシミュレーションの比較から、異なる質量分率の塩化ナトリウム液滴が接触角60°および100°のとき、凍結時間の変化傾向は一致するが、実験値はシミュレーション値より大きいことがわかった。
关键词
液滴;凍結;接触角;質量分率
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