与传统供暖方式相比,空气源热泵具有冷热兼顾、环保节能、安装方便等诸多优点,在长江中下游区域得到广泛应用。然而空气源热泵在冬季制热运行时易于结霜,霜层的存在将导致机组运行效率下降、功耗增加、室内供热量下降等问题,如何解决结霜问题成为空气源热泵领域的研究热点。冬季长江中下游区域空气源热泵室外翅片管换热器的结霜过程大致可分为液滴凝结、液滴冻结、霜晶生长及扩展等阶段。其中,液滴凝结阶段是后续霜层生长的基础。本文以超疏水翅片表面为研究对象,采用理论与可视化实验相结合的方法,对超疏水表面结霜初期的凝结液滴进行相关研究,揭示超疏水表面结霜初期液滴生长与液滴分布等特性。超疏水表面实现一定程度的延缓结霜,但并不能彻底阻止霜层的生长,基于超疏水表面结霜初期先形成凝结液滴这一特点,采用热气流加热蒸发的方式对结霜初期的凝结液滴进行去除可阻断其结霜过程,在该过程中,液滴蒸发是其中的关键环节。通过建立气流作用下液滴蒸发的数学模型,研究不同因素对液滴蒸发速率的影响规律,同时通过实验对液滴蒸发过程中的微观形貌特征变化进行可视化研究,为高效清除结霜初期凝结液滴实现高效抑霜提供基础。具体研究内容与结果如下:研究了超疏水表面结霜初期液滴生长与分布特性,建立了结霜初期液滴生长的分层模型,获得了各层温差占基底过冷度的比重特点,研究了表面接触角、面积分数、基底温度以及空气相对湿度对液滴生长的影响规律;对接触角为151°的超疏水表面液滴凝结过程进行了可视化研究,获得了液滴在表面不同时刻的分布密度规律,并研究了不同时刻翅片表面液滴的平均尺寸以及表面覆盖率;对影响液滴分布密度的液滴合并弹跳过程进行了理论分析,揭示了影响液滴合并弹跳过程的相关因素。建立了气流作用下微尺度单液滴蒸发的数学模型,研究了液滴半径、基底温度、热气流温度、热气流速度、环境空气相对湿度等工况参数对液滴蒸发过程的影响规律。同时,揭示出面积分数、表面接触角等表面特性参数对液滴蒸发过程的影响规律。实验研究了液滴在蒸发过程中的微观形貌特征变化规律,揭示了液滴在不同气流温度和速度作用下的蒸发模式,获得了液滴在蒸发过程中与翅片表面接触直径、接触角以及液滴高度的变化规律。开展了不同参数气流作用下液滴蒸发过程中的能耗研究,获得了气流温度、气流速度和翅片表面接触角对液滴蒸发过程中的蒸发时间、总风量、加热空气所需热量、风机功耗以及总功耗等的影响规律。提出了液滴蒸发过程中的参数优化策略,为基于气流作用的结霜初期超疏水翅片表面液滴蒸发提供指导。