2021年,上海、深圳等部分省市出现了电量供不应求的局面。蓄冷空调通过负荷侧错峰用电将为调峰做出巨大贡献,是解决此问题的有效手段。水流横掠单冰柱相变传热问题是从蓄冰盘管热交换过程抽象出来的科学问题。已有研究主要集中在温差驱动的自然对流条件下的固/液相变传热方面,忽略了强迫对流对于传热的影响。亟需从理论和实验角度揭示强迫对流条件下融冰传热特性用以指导工程实践。因此,基于非接触测量法构建二维冰柱相界面对流换热系数计算方法,运用三次热平衡积分法求解冰柱内部温度场;采用摄像法研究冰柱融化过程中水流速度、水流温度和冰柱直径对冰柱相界面位置、融化时间和体积融化速率的影响;整理水流横掠单冰柱实验数据,构建平均努塞尔数准则关联式。探明水流横掠单冰柱融化传热特性,响应国家电力需求侧管理政策,为设计和运行外融冰蓄冰槽及开发高效、紧凑型蓄能设备提供基础理论支撑。主要研究内容如下:（1）基于非接触测量法构建二维冰柱相界面对流换热系数计算方法。建立水流横掠单冰柱物理模型,完成二维冰柱相界面对流换热系数计算方法的构建;简化冰柱物理模型,建立冰柱内部导热控制方程、相界面能量方程及其定解条件,采用三次多项式热平衡积分法近似求解冰柱内部温度场。（2）采用摄像法进行水流横掠单冰柱实验研究。搭建实验平台,通过改变水流流速、水流温度及冰柱直径实验工况,采用摄像法开展水流横掠单冰柱融化过程实验研究,获得各实验参数条件下冰柱相界面移动规律、冰柱融化时间及冰柱体积融化速率。（3）构建平均努塞尔数准则关联式。根据水流横掠单冰柱实验数据,得到不同水流流速和水流温度条件下沿方位角（局部）对流传热系数、平均对流换热系数和平均努塞尔数等参数的变化规律;通过对水流速度、水流温度及冰柱直径进行无量纲化,构建冰柱圆周、沿方位角平均努塞尔数（Nu）与雷诺数（Re）、普朗特数（Pr）及格拉晓夫数（Gr）等无量纲参数之间准则关联式。该论文有图38幅,表4个,参考文献90篇。