旋转叶片电加热防冰系统设计与应用

在开展结冰试验时，结冰风洞风扇叶片前缘有结冰风险，影响风洞安全运行。针对大型旋转叶片结冰问题，提出了旋转叶片电加热防冰系统设计方法，研制了大型结冰风洞旋转叶片电加热防冰系统。首先，研制了内置电加热单元和温度反馈的防冰叶片。针对叶片复杂的工作环境，提出一种新的旋转叶片电加热防冰功率计算方法，通过精确测量和方案优化，设计了基于特殊环境的分半式、大尺寸、高线速度、碳刷自动移开/压紧的导电滑环。最后，采用变结构分级温度闭环和试验参数连锁防冰控制策略解决了旋转叶片结冰问题。该系统已应用于大型结冰风洞，运行中加热电流和叶片温度反馈信号传输连续，所有旋转叶片前缘快速加热且温度分布均匀，防冰效果好。     

高寒列车转向架防冰涂料的研究

在高寒地区运行的列车转向架部位容易发生结冰现象，这在一定程度上对行车安全造成隐患。对于平滑表面而言，表面的接触角滞后与冰粘附强度呈现线性关系，即接触角滞后越小，冰粘附强度越低。基于这一基础理论，本文意在构建低滞后的光滑涂层，实现涂层的低冰粘附强度，从而达到易除冰的效果。研究选用 HDI三聚体型多异氰酸酯为固化剂，对比了 3种商品化具有低表面能特性的含氟羟基树脂应用于双组分防冰涂料的性能差异，并采用疏水性最强、防冰性能最优的氟硅树脂制备了综合性能优异的高寒列车转向架防冰涂料。     

飞机防冰涂料的研究进展

介绍了防冰涂料的机理以及国内外防冰涂料的研究进展,包括低表面能、形成粗糙表面结构的超疏水涂层,同时分析了将防冰涂料与热除冰技术联合使用的可行性,讨论了防冰涂料应用存在的问题,对防冰涂料的发展趋势进行了分析和展望。     

超疏水绝缘涂层制备与防冰、防污研究现状

输电线路的覆冰灾害是电力系统最严重的威胁之一。超疏水绝缘涂层具有强憎水性和低表面能,因而具有提高输电线路防覆冰与防污性能的潜力。对超疏水绝缘涂层的制备方法及其在电力系统中的应用研究现状进行概述,介绍超疏水绝缘涂层的电绝缘性、化学稳定性、机械稳定性等基本性能,对比分析超疏水绝缘涂层与普通憎水性绝缘涂层的防覆冰与防污性能,阐明超疏水绝缘涂层在延缓绝缘子覆冰方面的机理。此外,对超疏水绝缘涂层在耐腐蚀等领域的应用研究现状也进行了介绍。提出在未来输电线路超疏水绝缘涂层的研究中,应重点关注制备方法的经济性、涂层表面的长效性以及防污闪机理等方面的关键问题,提升涂层的综合性能。     

仿生防冰表面研究进展

飞机、风电设备和输电线路等覆冰会降低工作效率,造成财产损失,严重时甚至威胁人民生命安全.仿生防冰表面具有低能耗、低污染等优点,成为国际研究热点.首先概述了仿生防冰表面的概念,根据作用机理将仿生防冰表面分为超疏水表面和超润滑表面.分别详细地介绍了两种防冰表面的防冰机理、仿生对象及制备技术.超疏水表面改变水的润湿状态,延迟水滴结冰,减小冰粘附强度,其仿生对象包括荷叶、水稻叶等,其制备技术包括光刻、等离子刻蚀等自上而下方法,及喷涂、化学气相沉积等自下而上方法.超润滑表面将固-气-液界面作用时的空气层替换为液体层,增强润滑,减小冰粘附,其仿生对象包括猪笼草、箭蛙皮肤等,其制备技术主要为多孔制备方法.随后介绍了仿生防冰表面技术的发展趋势.在保证表面疏水/冰性能的同时,直接或间接增强表面的稳定性和耐久性,构建具有良好环境适应性(如超双疏、柔性、透明、自清洁等)与防冰结合的多功能融合表面,是未来仿生防冰表面的重要发展趋势.最后,对当前仿生防冰表面的发展和挑战进行了展望.     

防冰涂层材料及电力材料防覆冰应用的研究进展

防冰涂层材料可有效减轻自然界结冰现象的影响,其通过防冰材料低表面能或高润滑性的特点,降低在低温严寒天气条件下物体表面冰的粘附强度,延迟材料覆冰时间,减少表面覆冰量,在保护电力材料免受冰冻灾害影响方面有着重要应用价值.基于热喷涂法制备的复合型表面防冰涂层材料,以及主被动相结合的防覆冰方法,是未来电力材料防覆冰应用发展的重要方向.然而截止目前,有关复合型表面防冰涂层材料的热喷涂制备,以及涂层在电力材料防冰中应用的研究进展综述鲜见报道.从超疏水材料与光热、电热除冰相结合的除冰方式,及超疏水-超润滑复合材料实现防冰除冰的角度出发,对近年来国内外复合防冰涂层的制备及性能的研究进展进行了综述,并重点讨论了适合于热喷涂制备的复合型涂层的防冰除冰效果.最后,讨论了超疏水防冰涂层、复合型防冰涂层在电力材料表面防覆冰方面应用的研究进展,并对热喷涂法制备防冰涂层在的局限性问题进行了总结,对其应用前景进行了展望,希望在复合型防冰方面进一步开展研究,为电力材料表面防冰涂层的未来发展提供指导.     

超疏水表面防结冰结霜性能的研究进展

利用超疏水表面可以防止或减少金属表面结冰结霜,在制备防结冰结霜表面中得到了广泛深入地研究。超疏水表面一般是利用其自身表面的粗糙结构和低表面能来使得液滴无法在其表面长时间停留而获得超疏水性能,但是液滴在低温和大湿度以及液滴在高高度撞击超疏水表面条件下会使超疏水表面的抗结冰结霜性能明显降低。针对这种情况,综述了超疏水表面在这方面的进展来探讨提高其抗结冰结霜性能的可能途径和方法。     

吸能超双疏防覆冰涂层对风机叶片防覆冰影响研究

为了解决风机叶片的覆冰问题,对风机叶片基材涂覆吸能超双疏防覆冰涂层,研究吸能超双疏防覆冰涂层的接触角、滚动角、覆冰减少率、冰粘结力、低温脱冰性能和表面温升。通过实验表明:吸能超双疏防覆冰叶片样板具有超疏水、超疏油性能,覆冰比空白叶片样板减少了55%,水平粘结力比空白叶片样板减少了99%,垂直粘结力减少了89%;吸能超双疏防覆冰涂层表面有温升效果,-2℃环境温度下,晴天天气涂层表面温升为4.2℃,多云天气涂层表面温升为2.4℃,阴天天气涂层表面温升为1.7℃。因此,超双疏防覆冰叶片具有超双疏、减少覆冰量、降低冰附着力和低温脱冰的性能,改善了风机运行中叶片覆冰的问题。     

750 kV防冰型复合绝缘子冰闪试验研究

复合绝缘子以其优良的耐污闪性能在电力系统中得到广泛应用,然而普通伞形复合绝缘子的伞裙在覆冰情况下很容易被冰棱桥接,覆冰后复合绝缘子的绝缘特性明显下降.近年来,覆冰引起的输电线路和变电站绝缘子闪络事故对电力系统的安全稳定运行造成了严重威胁.国内外对输电线路及变电站覆冰绝缘子的闪络特性进行了大量研究,但大多以短串为主,针对超高压和特高压全尺寸完整串绝缘子的相关研究还比较少.开展了4种不同伞形的750 kV复合绝缘子的冰闪试验,结果表明:复合绝缘子加超大伞后,绝缘子的覆冰过程和最终覆冰状态不同,加装7,9,10个超大防冰伞复合绝缘子的闪络电压较普通型的分别高12.3％、25.8％、27.7％;冰闪电压随着防冰伞数量的增加呈上升且逐渐饱和的趋势,750 kV线路复合绝缘子的防覆冰伞形优化需选择合理的防冰伞裙间距离.     

横向风速影响下湿式冷却塔内温度场及防冻措施的数值研究

针对我国北方冬季气温较低和冷却塔内换热不均引起的填料下表面、进风口、基环面等处易结冰问题,需在塔的进风口处加装一定数量挡风板.论文建立冷却塔传热传质模型,采用Fluent模拟软件,模拟并分析在不同的风速下塔内空气温度场、最低水滴温度和最低空气温度,以及加装挡风板的最佳层数的变化规律;结果表明:1)低风速(小于4 m/s)塔内的背风面区域空气温度较高,随着风速的增加,高温区逐渐向迎风侧转移;2)特征平面的最低水滴温度、最低空气温度随着风速的增加先升高再降低,在风速V=4 m/s达到最大值;3)当环境温度为263.15K、风速为2、6、8 m/s,挂1层挡风板可有效防止塔内结冰;当环境温度为256.15和250.15K时,风速分别为2、4、6、8m/s,分别挂1、1、2、4和4、1、3、5层挡风板可有效防止塔内特征面最低水滴结冰.