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摘要
结霜现象广泛存在于自然界和工业领域，往往造成负面影响。为准确预测和分析重力对结霜过程的影响，在自然对流条件下设计了温度为-25℃和-15℃水平、竖置和倒置冷板表面微尺度结霜实验。结果显示：液滴冷凝和汇聚、冻结液滴尖端生长和霜层生长阶段约在220秒内结束，且霜厚小于450×10-6 m。重力方向与霜枝晶生长方向一致时，重力将促进霜层生长，但也会导致大尺寸液滴形成和霜枝晶掉落。-15℃倒置冷板上，在液滴冷凝和汇聚阶段形成的液滴最大直径达到361.56×10-6m。在霜层完全生长阶段，枝晶的周期性倒融和掉落导致霜厚的激增和激减，以及霜层表面粗糙度的波动。-25℃倒置冷板上，霜层表面粗糙度曲线的峰谷差达到了68.68×10-6 m。本研究成果可为预测换热器表面具体结霜特性提供参考。
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