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壁面电荷对铜表面冰黏附的影响研究

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在过冷水式动态冰蓄冷中,低温换热表面上的冰黏附是系统稳定运行的主要威胁.研究表明,冰和换热表面的界面区域具有一层准液体层,其厚度是影响黏附强度的主要因素.壁面荷电可能增加冰的准液体层厚度,达到降低黏附强度的作用.因此,在同一水分子体系温度(T=255 K)的不同壁面荷电条件下,进行了铜壁面上黏附冰的平衡和脱附的分子动力学模拟,得到了黏附冰的准液体层厚度以及黏附强度.结果表明,相较于壁面不带电荷的工况,壁面电荷密度Qstatic=±0.1123 e/nm2且保持不变时,准液体层的厚度变化很小,冰的黏附强度由于壁面与水分子之间的库仑相互作用增强而增大;当铜壁面采用脉冲荷电Qperiod=±0.1123 e/nm2时,冰的准液体层厚度显著增加,黏附强度在可减小范围内减小31.9％.因此,壁面脉冲荷电是一种有效的降低冰黏附强度的方式.
Influence of wall charge on ice adhesion on copper surface

蔡文豪、许雄文

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华南理工大学电力学院,广东广州 510640

广东省能源高效清洁利用重点实验室,广东广州 510640

分子模拟 准液体层 冰黏附 壁面电荷 界面区域 序参量

国家自然科学基金广东省自然科学基金

519760632019A1515011253

2022

10.11949/0438-1157.20221169

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(12)
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