过冷水滴撞击螺旋桨桨叶表面的数值模拟

本文介绍了某型螺旋桨在不同飞行状态下.求解桨叶水滴撞击特性的数值方法.该方法对桨叶运动模型进行简化,并在对绕桨叶运动的气流场计算的基础上,采用拉格朗日方法求解气流场中水滴运动方程,得到水滴运动轨迹.进而,确定了水滴对桨叶的撞击特性参数,为桨叶防冰系统设计提供条件.主要结论如下:(1)在巡航状态下,桨叶沿展向方向上总收集系数Em和局部收集系数β不断增大;(2)在爬升状态下,随着爬升高度H不断增大,飞行速度V0不断增大,水滴撞击在桨叶表面的范围有所增加,而且β随之增大;(3)随着水滴平均有效直径(MVD)的增大,水滴撞击在桨叶表面的范围明显增加同时,β在桨叶表面同一位置的值也随之增大.     

基于超声微振动的风力机叶片除冰研究

风力机在寒冷潮湿地区工作时,叶片表面会产生积冰,降低叶片气动性能。为减少或去除积冰,提高风力机发电效率,本文开展了风力机叶片超声微振动除冰研究。设计了前缘为中空结构的翼型叶片,仿真计算了除冰振型,制作了叶片样件,测量了样件的固有频率。搭建了冰风洞试验系统和超声驱动系统,研制了一款翼型叶片冰层切向黏结力测量装置,开展了叶片超声微振动结冰时除冰和结冰后除冰研究,测量并计算了叶片表面结冰量和冰层黏结剪应力。研究结果表明,当结冰环境温度较高时,叶片结冰时超声微振动可以降低结冰量,具有除冰作用。在结冰后除冰中,可以显著降低冰层黏结强度。激振频率为21.2 kHz时,黏结强度最低,约为0.084 MPa。本研究为深入开展风力机叶片超声除冰技术奠定了基础。     

电力线路导线舞动预防与应对措施

本文就油田线路发生导线舞动原因、预防、应对措施进行了分析。通过在到导线上增加相间间隔棒等防舞装置和新型防覆冰涂料防止导线覆冰,利用专用除冰工具、采用不同的除冰方法除冰应对线路覆冰。     

基于偏振成像的复杂反射率冰形三维测量

飞机机翼结冰是飞行安全的重要隐患,防冰除冰研究对于飞行器动力性能评估、安全评估等有着非常重要的意义,而准确地测量结冰外形是研究机翼结冰的基础。不同于普通物体,冰体具有复杂的反射率,冰面杂散光较为严重,传统方法难以精确提取冰面的中心线。为此,提出了一种基于偏振成像技术的复杂反射率冰形测量方法,利用偏振特性解决冰面杂散光的问题。将偏振相机捕获的原始图像分离并插值,逐像素筛选最大特征值及其特征向量,融合为最优的偏振信息,并基于Steger算法提取激光中心线,实现冰形三维重建。实验结果表明,对平板形冰面测量误差的标准差为0.123 7 mm,所提方法能够有效地重建出具有复杂反射率的冰形三维形貌。     

合成双射流控制机翼水滴撞击特性

在低速来流条件下,针对前缘位置嵌有合成射流/合成双射流激励器的机翼的水滴撞击特性开展了数值模拟研究,基于Fluent软件,采用Euler气液两相模型和欧拉壁面液膜（Eulerian wall film,EWF）模型,得到的计算结果表明:在合成射流或合成双射流的主动控制下,阻挡了机翼前缘等积冰重点防护区域内的水滴撞击,从而大幅降低了该区域的结冰强度.其机理是:在高频合成射流的作用下,机翼前缘上游附近形成了一对稳定的闭合回流区,形成了水滴的"真空区域".由于回流区内部水滴速度和质量分数较低,改变了机翼前缘水滴运动轨迹和水滴收集率分布,能够减少机翼前缘结冰程度并改变冰形,起到了虚拟气动外形的作用.      

北京康特曼电子系统有限责任公司

正ACE-01自动除冰/除垢装置自动除冰/除垢装置可以用于火车车厢除冰,解决北方地区港口码头、铁路货场、厂矿冬季运输货物与车厢冻结粘连问题。此外,还可以对工矿企业传送带上的料斗、混凝土搅拌机、大型金属罐的结垢进行清除。该装置主要由配电柜、控制器和感应器(线圈)等三部分组成。     

瓷绝缘子表面激光损伤的数值模拟和实验研究

为了防止输电线路激光除冰过程中激光损伤绝缘子等电力设备,采用有限元分析软件ANSYS对激光与普通瓷、氧化铝瓷、氧化锆瓷、堇青石瓷作用后的温度场和应力场进行了数值模拟,得到氧化铝瓷具有较好的抗热应力破坏性能,并进行了Nd∶ YAG激光照射绝缘子表面实验,得到绝缘子表面温度与照射时间和损伤类型的关系.结果表明,激光功率密度...     

输电线路爆破除冰动态特性

为研究输电线路爆破除冰效果及动态特性,进行了50 m孤立档输电线路爆破除冰模型实验,采用人工覆冰方式,通过引爆预设在输电线下侧的导爆索去除部分线路覆冰,测量了爆破除冰过程中三种输电线档中位移和端部动张力,并将爆破载荷简化为三角波载荷,利用有限元软件ABAQUS对实验工况进行了模拟验证;进一步利用模拟方法研究了爆破除冰量为20%时除冰位置对跳跃幅值和动张力的影响。结果表明:对于雨凇,爆破作用只会引起输电线爆破区域的覆冰脱落;爆破除冰时跳跃幅值和动张力幅值均大于相同位置自然脱冰,而随除冰位置的变化趋势与自然脱冰相似;与导线相比,地线光缆的跳跃幅值受爆破作用影响更显著。     

创意科技总动员

新型尺蠖除冰机器人 在华南理工大学2013年创新论坛上．一个创新项目吸引了观众注意。该校师生受无脊椎动物尺蠖启发．利用仿生学原理,研制出具有较高越障能力的新型除冰机器人Climbliner,并已开发出初步样机。高压输电线经常受到结冰影响,人工除冰工作效率低、风险大．直流融冰叉需要较高成本。“现有除冰机器人除冰机器人Climbliner有较高的越障能力。根据实验室测试上,Climbliner仅用2s就可以翻越障碍。”项目负责人说。而我们研制的．在水平线路     

注压成型聚丙烯/碳纳米管材料表面的纳米结构和光热除冰/除霜

采用注射压缩成型(ICM)快速制备表面具有纳米丝状结构的聚丙烯/多壁碳纳米管(PP/MWCNTs)复合材料复制物.结果表明,密集分布的纳米丝使表面呈现超疏水、极低黏附的润湿状态;MWCNTs和纳米丝有效降低了复制物表面的反射率(在300～800 nm波长范围内平均反射率仅为5.5%),促进复制物对太阳光的吸收(在1 sun (1 kW/m2)模拟太阳光照射300 s后其表面平均温度从0℃快速升至77.4℃).复制物的这种润湿状态和高效的光热转换性能使其具有良好防冰和除冰/除霜性能.复制物表面上水滴的结冰时间得到明显延长,在1 sun模拟太阳光照射下冰滴可被快速清除.在光热融霜过程中,复制物表面上融霜碎片卷曲成球形融霜水滴,且融霜水滴自发滑移;融霜结束时,复制物表面上的融霜水滴覆盖率仅为7.5%.研究表明,采用ICM快速制备具有良好被动防冰和主动除冰功能的超疏水高分子纳米复合材料表面是可行的.