研究了入口空气相对湿度、温度以及风速对风冷热泵蒸发器结霜的影响,获得了各个入口空气参数对蒸发器结霜厚度和换热量的影响规律。研究发现空气入口相对湿度等参数对蒸发器结霜以及换热性能有很大的影响,结霜严重地影响了蒸发器换热性能。计算结果和实验测试的结果吻合良好。

讨论影响空气源热泵冷热水机组结霜的因素及常用除霜控制方式,并结合机组的实际运行情况提出一种典型的除霜控制流程.

为解决结霜过程中有明显的非线性和时变性特征及测试数据中受噪声干扰较大、特性参数预测效果较差的难题，引入了基于结构风险最小化的支持向量机方法，建立了以热力参数集、时间、空间等为特征向量的预测模型．应用实验数据对模型进行了验证和评估，并与基于最小二乘法的预测模型进行了对比分析．结果表明，基于支持向量机的预测模型具有良好预测性能、非线性逼近能力和抗噪声干扰能力．

对自然对流条件下水平表面的初始结霜过程进行了实验研究.在壁温为-34～-19 ℃范围内,利用显微镜对霜层成长过程进行了一系列显微观测,应用双曝光全息干涉法测量了霜层表面温度和周围温度分布,还测量了通过冷壁面的热流密度和霜层厚度随时间的变化.获得了霜层有效导热系数和霜表面与环境空气间的自然对流传热系数,并关联为准则关系式.霜层初始成长阶段与充分成长阶段有着显著不同的特性.随着霜层的形成和成长,霜层表面温度逐渐升高,霜层厚度增加速率减缓,有效导热系数迅速降低,自然对流传热系数也减小.冷壁面温度低时,自然对流传热系数较大,霜层成长初期厚度增加也较快,但对有效导热系数影响不大,仅为冰导热系数的11.7 %～1.7 %.

对自然对流条件下干燥和湿润2种初始状况平板表面上的初始结霜现象进行了显微观测.实验结果表明,表面稳定温度愈低,结霜发生愈早,临界温度也愈低.干燥表面上凝结的液滴及随后冻结的冰粒形状较湿润表面的规整且接近圆形.干燥表面发生结霜较湿润表面早,其差别随表面稳定温度的降低而减小.表面稳定温度高于-15 ℃时,2类表面的临界温度几乎相同;随着表面稳定温度降低,干燥表面的临界温度较湿润表面低,其差别随着表面稳定温度的降低而增大.分析表明结霜临界状态时冰粒的大小及其在冷表面上的分布具有分形特征,并提出一基于分形理论定量描述其特征的方法.干燥和湿润2种表面上临界结霜时冰粒的平均直径并无显著差别,而湿润表面上的冰粒表面覆盖率较干燥表面的大.

研究了水滴和花生油液滴在冷铜表面的冻结过程．实验中观察到水滴冻结时与冷表面接触的底面形状不变，但在垂直于底面的方向上发生明显生长．冻结的末尾阶段水滴顶部出现小的突出，但花生油冻结时几乎不发生形状变化且无突出产生．提出了对此现象的解释，认为形状变化和突出的形成是冻结过程中相变造成的体积膨胀和表面张力共同作用所致．采用这一理论建立了相应的数学模型，计算出的水滴冻结后的形状与实验结果能够很好地吻合．对实验中观察到的液滴突出部霜的生长快于其他位置的现象进行了分析．

研究了自然对流条件下直流电场对竖直表面上霜晶初始形态的影响，拍摄了不同电场下的霜晶形态，研究发现，在成霜初期，电场越强，冷壁面上形成的水珠越小。当水珠完全冻结后，所形成的冰柱在一定时间内不断增大。在适当的电场下，亲水表面比裸铜表面能够更好地抑制霜层的厚度。对亲水表面结霜质量的研究表明，电场使结霜质量增加，并且结霜质量随着电场的增大而增大。

对自然对流条件下施加20kHz频率的超声波和未施加超声波两种作用机制下平板表面的结霜现象进行了微观可视化研究,对比分析了有无超声波作用下不同冷表面温度对霜层厚度的影响。研究显示,冷表面霜层在施加超声波作用后仅有少量生长,霜层分布相对规则,由一簇簇“霜线”组成。结果表明,超声波对平板表面霜层的生长具有显著的抑制作用。

文章对一个典型间冷式冰箱的冷藏室蒸发器在不同的环境参数下进行了结霜工况的实验研究，研究了空气流速、空气相对湿度、制冷剂流量等对蒸发器性能的影响。考察时间为6～8小时，与实际应用相符，给出了换热量、空气侧压降、结霜量在结霜过程中的动态变化规律。结果表明不同的环境参数对结霜的影响差别较大。在各参数随时问的变化中，空气侧压降呈指数关系增长，结霜量呈直线关系增长。

本文对磁性表面上结霜现象进行了初步的实验研究。实验观察发现，磁性表面上水滴的凝结、霜晶的形成过程和霜晶的形态与非磁性表面上的情况是完全不同的，在磁性表面上凝结形成的液滴较非磁性表面上形成的液滴粒径更小、分布更加均匀，霜层结构更松散，更容易被去除。文章最后从理论上分析了这种现象产生的原因。