微过冷却水滴在固体表面的冻结行为

对10-50μm直径的微过冷却水滴,在温度为-10-0℃、85%相对湿度下的工况以及二维T型热电偶表面的冻结过程进行了试验研究.研究结果表明,完全冻结时间受到液滴直径和环境温度的影响较大.

风力机组叶片覆冰数值模拟及其气动载荷特性研究

大规模的风电基地接入电网后,风力机组叶片覆冰造成的能量损失、机组的非计划停机,给电力系统调度运行带来巨大风险,严重影响了电网的安全稳定运行。本文根据k-ε模型计算了叶片周围的空气流场,采用拉格朗日法计算了过冷水滴运动轨迹得到风力机组叶片表面各个控制体的局部撞击系数,利用质量平衡和能量平衡方程求解控制体的覆冰质量,结合覆冰时间推进法模拟了叶片覆冰过程。验证结果表明,本文叶片冰型计算结果可为叶片覆冰提供有效预测。最后,构建了3维叶片覆冰模型,采用FLUENT计算了不同类型覆冰的厚度对发电机组转矩和功率损失的影响,仿真发现,雾凇覆冰对转矩和功率损失的影响小;雨凇覆冰使发电机组转矩下降大,造成功率损失大。结论表明,本文对电网的安全、稳定、高效运行具有重要意义。

涂覆超疏水涂层绝缘子表面覆冰过程

超疏水性涂层表面水滴运动特性与冻结过程是影响其防覆冰性能的重要因素,同时也是研究应用超疏水性涂层进行绝缘子防覆冰的重要基础。在低温低气压试验室中进行了超疏水表面水滴运动与冻结过程以及涂覆疏水性涂层绝缘子覆冰特性试验,分析了超疏水性涂层表面水滴开始碰撞表面到表面完全被冰层覆盖的动态过程,研究了涂层表面水滴的运动特性和冻结过程及影响因素。试验结果表明:超疏水性涂层表面过冷却水滴的运动特性受接触角、接触角滞后、表面缺陷等因素的影响;水滴的运动特性越好,形成冰层进入覆冰稳定增长的所需时间越长;超疏水涂层能在一定程度上延缓绝缘子的覆冰,涂层的接触角越大、接触角滞后越小,水滴滚动特性越好,延缓覆冰时间相对越长。

T639、ECMWF数值预报产品对积冰预报的释用

本文主要利用T639资料、ECMWF数值预报、卫星云图、天气图分析及地形分析对中低空飞行时频繁出现积冰的原因进行分析,着重对T639数值预报、欧洲中心数值预报产品所含的温度、湿度、相对湿度在航路积冰预报中的释用进行了分析。结论得出欧洲中心预报24小时、48小时预报风场、湿度场和实况吻合很好。T639数值预报风场、湿度场、温度场12小时预报效果很好,和实况吻合。二者结合利用,对积冰预报效果更好。

垂直轴风机叶片覆冰数值模拟及其气动性能研究

研究升力型垂直轴风机叶片的覆冰特性,为风机的防冰、除冰系统研发提供帮助。文章对垂直轴风机叶片的雾凇覆冰物理过程进行了分析,建立了风机叶片覆冰的数值计算模型。通过SST k-ω湍流模型求解旋转叶片周围的空气流场,利用拉格朗日法获得过冷却水滴的运动轨迹及碰撞情况,结合覆冰时间推进法得到叶片表面的覆冰形貌,并通过流场计算分析覆冰对风机气动性能的影响。利用该计算模型研究了不同叶片翼型、叶片数量以及叶尖速比λ对垂直轴风机叶片覆冰的影响。结果表明:当风机的λ增大时,风机叶片表面的覆冰更多的向叶片前缘尖端区域集中,叶片后缘的覆冰量减少;在同一覆冰条件下,不同叶片翼型、叶片数量和λ对垂直轴风机的整体覆冰量、单个叶片的覆冰量以及叶片表面的最大覆冰厚度均产生重要影响;不同叶片翼型、叶片数量和λ的风机的静态扭矩特性受覆冰影响差异大。

高空观测脉冲型异常增温记录探讨

本文针对高空气象观测中阴雨天经常会出现的脉冲型异常增温现象,分析了射阳高空观测站2014~2017年整4年探测资料,共找出明显具备脉冲型异常增温特征的记录120余份。通过记录分析笔者认为该异常增温现象是因为过冷却水滴在温度元件上冻结为固态时释放凝结潜热所引起,并根据该类现象在高空呈现的特征状况,描述了高空过冷却水滴的分布情况,发现了高空温度低于?40?C仍有存在过冷却水滴的可能性,同时我们根据增温幅度对过冷却水滴的体积进行了测算,测算结果与实际情况具有可比性。

机翼结冰过程中过冷水滴运动轨迹的数值研究

为了掌握机翼不同形态下的过冷水滴运动轨迹,采用有限体积法求解欧拉方程,计算出翼型的外部流场参数,然后采用拉格朗日法、标准四步龙格-库塔格式计算模拟过冷水滴在流场中的运动轨迹.主要计算了NACA0012翼型的外部流场特性,分析在速度、温度、投放位置、推进时间间隔等因素不变的情况下,来流攻角和水滴直径对水滴轨迹的影响.结果表明,来流攻角不同,过冷水滴于上下翼面的撞击区明显不同;过冷水滴的直径越大,其在翼面的分布范围越广.