水蒸气在冷壁面上的结霜是制冷、低温领域普遍存在的问题.过饱和的水蒸气有两种相变途径,一种是气液固相变;一种是直接气固相变.气液固相变经历气液相变和液固相变两个阶段,实验研究表明其发生具有随机性.在前人实验研究的基础上,从理论上给出了液珠半径随时间的增长规律,并进一步得到了冷壁面自然对流情况下结霜发生概率随时间的变化关系式.

结霜是影响制冷设备和航天器工作的不利因素之一,因而受到国内外学者的广泛关注.目前学者认为结霜的相变过程有两类不同途径,即直接气固凝化或先凝结再冻结,但是没有对它们的发生条件、结霜形态等进行研究.通过显微摄像的方法对冷壁面上结霜的相变过程进行了实验研究,观察到气液固和气固两类结霜过程和它们不同的结霜形态,并研究了冷壁面温度和水蒸汽分压力对这两类结霜过程的影响.

氢氟烃(HFC)混合物作为长期性的制冷剂替代物,其表面张力数据对于制冷空调设备的设计计算十分重要.该文综合国际上现有的混合物表面张力的实验数据,给出了HFC二元混合物统一形式的表面张力关联式,可以在广阔的温度范围内高精度地再现实验数据,还能精确计算相关纯工质的表面张力.与现有的混合物关联式进行了比较分析.该文所提供的表面张力关联式的计算精度可满足工程应用.

黑体空腔积分发射率的计算对辐射测温黑体空腔的设计非常重要,不同计算方法之间的互相校验是保证计算准确的重要手段.提出了一种基于有限元的计算方法,计算了等温轴对称黑体空腔的积分发射率,结果与monte carlo法的平均相对偏差为0.0009,表明该方法准确可靠.在此基础上,对等温非轴对称黑体空腔的积分发射率进行了计算,结果与monte carlo法的平均相对偏差为0.0005,表明能够有效计算非轴对称黑体空腔积分发射率.