不同环境温度下水滴结冰问题的试验研究综述

介绍了水滴结冰试验研究的三种思路,以及影响水滴结冰的因素。从室温和低温两方面对不同环境温度下水滴结冰问题的试验研究现状进行了论述。最后总结了覆冰状态下水滴结冰的两个阶段,并提出了今后研究的方向。     

喷雾闪蒸过程的数学模型建立

在扩散控制蒸发模型的基础上,运用质量守恒、能量守恒和传热传质等基本定律,建立了喷雾闪蒸的数学模型,使用MATLAB/Simulink进行求解,经计算得出闪蒸过程中液滴温度、直径、质量、蒸发速率和蒸发率的变化规律,使用控制变量法,研究了液滴初始温度、闪蒸环境压力、液滴直径对液滴的温度、直径、质量、蒸发速率和蒸发率随着时间的影响,得出了相应的结论。     

新型吸附式盐溶液水分离装置设计与机理研究

为了在盐水分离领域更高效地利用太阳能、地热及发动机余热等低温热源,参考传统海水淡化装置,设计一种将喷雾闪蒸、热管传热与固体吸附耦合集成的新型吸附式盐溶液水分离装置,并对氯化钠含量为3%的盐溶液进行水分离试验,结果表明:溶液经雾化闪蒸后温度骤降,接触热管冷端后吸收大量热量蒸发,该装置可利用40~100℃的低温热源,单级可分离盐溶液中18%~60%的水分;热源温度是影响分离率的关键因素;吸附剂的吸附作用在相同热源温度下可大幅降低闪蒸室蒸发压力,提高过热度;整个吸附及脱附周期内压力呈规律性变化,不仅受吸附床切换而骤变,还受闪蒸室热源与吸附剂内冷却水温度的变化影响;降低冷却水温度可明显降低蒸发室平衡压力,保证蒸发器内液滴持续蒸发,提高分离率。     

基于AVL FIRE的M85燃烧特性研究

利用AVL FIRE建立定容燃烧弹模型并模拟不同初始温度、过量空气系数以及初始压力对M85燃烧特性影响。研究结果表明:随着初始温度的升高(423.15~573.15 K),M85燃烧速率明显增加,燃烧持续期变短;随着初始压力的升高(0.8~1.2MPa),M85燃烧速率减慢,燃烧持续期增长;随着过量空系数的增大(1~1.4),燃烧速率变慢,滞燃期及持续时间延长。     

水润滑动静压陶瓷轴承的热弹流润滑分析

建立了水润滑动静压陶瓷轴承的弹流润滑几何模型,采用考虑了热效应的Reynolds方程,对水润滑动静压陶瓷轴承进行考虑热效应时的弹流理论分析。研究了不同工况下供水压力对水润滑动静压陶瓷轴承的压力膜厚影响,分析了不同工况下润滑膜局部最高温度出现的区域,得到了速度、载荷对水润滑动静压陶瓷轴承润滑膜温度控制的协同作用曲线。结果显示,初始供水压力的静压效应有利于轴承润滑,初始供水压力增大,润滑膜膜厚增大,不同工况下压力变化趋势不同;不同工况下,润滑膜局部最高温度的区域发生变化;当润滑膜局部最高温度保持在一个定值时,不同的速度和载荷组合对润滑膜局部温度控制呈现反相关的协同作用,并且在不同工况下,速度、载荷的相关性变化趋势不同。     

壳管式蓄冰槽蓄冷特性的试验研究

对壳管式蓄冰槽蓄冷特性进行了试验研究。研究表明，载冷剂温度、流量及其冰槽内水体初始温度直接影响着蓄冰槽的蓄冷特性，其中载冷剂温度更为明显；蓄冷过程包括显冷蓄存和潜冷蓄存两个阶段，在显冷蓄存阶段蓄冷速率较大，而潜冷蓄存阶段蓄冷速率近似常量，且冰槽内具有-2～-1℃的过冷度，这些特征表明，壳管式蓄冰槽与常规外融式蓄冰槽的蓄冷特性具有相同的变化规律。     

真空喷雾法制取冰浆的理论分析研究

以扩散控制蒸发模型为基础,在考虑了液滴和固体碰撞影响的情况下,建立了真空喷雾法制取冰浆的分析模型,并对液滴在闪蒸器内的温度变化的影响因素进行了分析.研究发现:液滴直径对液滴温度变化影响较大,降低液滴初温对于减少降温时间的影响不大,而降低环境压力可以使得液滴更快达到形成冰晶的条件;研究还发现采用上喷方式可以大大减少闪蒸器的尺寸.     

一种图像式过冷大水滴结冰探测系统

在飞机结冰问题中,过冷水滴粒径的不同会对飞机结冰产生不同的影响,当飞机遇到水滴粒径超过50μm的过冷大水滴时,容易形成粗糙的冰脊,对飞机飞行安全造成严重威胁。文中介绍了一种图像式过冷大水滴结冰探测系统,通过设计特殊的探头外形结构,使不同粒径的水滴在探头的不同位置结冰,采集探头特定位置的图像并使用图像处理技术对其进行分析,得到该位置的结冰厚度及其分布信息,判断过冷大水滴结冰的存在性。通过结冰风洞试验,验证了该系统具有区分常规结冰与SLD结冰的功能,并通过计算结冰边缘到探头边缘的距离,得到探头的结冰厚度及其分布信息,从而实现SLD结冰探测。     

复阻抗式结冰探测技术的温度补偿方法研究

针对复阻抗式结冰探测技术中急需解决环境温度影响的问题,分析了冰的驰豫极化过程,并结合实验数据求解出了冰的复介电常数与温度的关系,提出了一种复阻抗式结冰探测技术下的温度补偿方法。为了提高温度补偿准确性,降低标定工作量,通过对驰豫极化理论的分析及温度漂移模型的构建,实现了准确可靠的温度测量补偿方法,该方法减小了结冰厚度对温度补偿效果的影响,极大降低了复阻抗参数温度补偿工作的复杂度。结冰实验结果表明,本文提出的温度补偿方法在-24℃～-3℃的环境温度条件下,可将温度漂移对测量结果的影响减少80%以上,有望显著提高复阻抗式结冰探测器的温度补偿准确性及标定效率,具有一定的工程应用价值。     

无人机防覆冰疏水涂层的研发

近几年来,基于无人机巡检的智能化操作以及多场景的灵活运用,无人机电力巡检发展趋势越来越明显,但受恶劣雨雪天气的影响,用于巡检的无人机在运行过程中也面临诸多挑战,特别是在结构物表面覆冰时,无人机的性能发挥将受影响,对于电力巡检来说是个不小的困扰。现阶段关于防覆冰的研究主要是涂层研发,防覆冰涂层研究主要有两大方向:一种是利用热源升高温度让冰层融化,以缩短结冰时间,减小结冰面积,主要对应一些新型储能材料的运用;另一种是在结构件上降低冰与基材之间的粘合力,使其难以附着在结构物表面,从而延缓结冰,降低覆冰面积。目前,供电线路无人机主要通过防覆冰疏水涂层的涂刷来延缓结冰,减少巡检过程中因重心不稳、操控不准引发的掉落风险。现主要就无人机防覆冰疏水涂层的运用进行探讨,详细论述新型无人机防覆冰疏水涂层的研发机理与运用表现。