为对工业蓄冷的应用及设计提供理论和实验依据,对内融冰水平盘管式蓄冷槽的放冷特性进行了实验研究,确定了KCl-H2O共晶盐体系在相变蓄冷系统中的传热特性,主要分析了载冷剂的进口温度对它的影响.通过对管外换热系数的实验值和根据导热理论计算值的比较,发现自然对流对换热的影响很大.放冷量用Fo、Ste和Re三个无量纲数回归,拟和得到的关联式可作为蓄冷系统的优化设计与运行的参考.

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.

基于常规插片式散热器的工艺及结构，开发出一种翅片效率更高的插片式热管翅散热器。并用ICEPAK软件对其进行了数值模拟研究。结果表明：在自然对流条件下。插片式热管翅散热器的热源表面中心点温度比插片式散热器低7℃左右，总热阻低O．13℃／W，说明插片式热管翅散热器具有更好的均温性和传热性能；强制对流条件下，在相同的加热功率和相同的风速下，插片式热管翅散热器热源表面中心点温度和散热器总热阻均明显低于插片式散热器。说明热管翅散热器散热效果很好。

为提高电子元器件翅片散热器的散热性能,开发了一种插片式热管翅散热器,并分别在自然对流和强制对流条件下对其进行了试验研究,试验结果表明：在自然对流条件下,热管翅散热器和常规散热器对热源温度的控制差别并不明显,但随着加热功率的提高,热管翅散热器优势逐渐显现。在强制对流条件下,热管翅散热器热源表面平均温度比常规散热器低16.5℃左右;随着加热功率的增大,热管翅传热性能提高,热管翅散热器热源表面平均温度升高的幅度低于常规翅片散热器,证明热管翅散热器更适用于大功率器件的散热。插片式热管翅散热器通过提高翅片材料导热系数的方法来提高翅片效率,能够有效提高散热器的散热性能。

以水为传热介质，对温差驱动的二维方腔内自然对流换热过程进行了模拟分析。利用流体流动与热量传递的无因次控制方程，采用热线及流线可视化方法，取相同Ra=5×10^7值，倾斜角为控制参数，讨论分析了方腔中的温度、流动及对流换热传输结构。给出了倾斜角对于流型、分离点、对流换热传输结构及高低温壁面的传热性能的影响。分析结果表明：当Ra=5×10^7时，随着的θ增大，双涡结构越来越明显，倾斜角度对于方腔的流动的流型，具有较大的影响；分离点从低温壁面下部开始形成，随着倾斜角的增大分离点沿着低温壁面向上流动，接着到达绝热壁面，最终到达高温壁面；温度梯度受θ变化的影响较大，不同θ时，产生温度梯度最大值的地点不同；高低温壁面的平均Nu在60°最大，180°时最小。