Определение зоны улавливания воды
Образование льда на поверхности летательного аппарата может быть представлено как результат двух явлений: соударения переохлажденных капель с поверхностью и растекания и замерзания капель.
Величина зоны захвата капель при соударении зависит от характера аэродинамического ее обтекания, величины и направления сил, действующих на капли и определяющих траектории их движения относительно поверхности.
Траектории капель, содержащихся в потоке воздуха, набегающего на поверхность, не совпадают с линиями токов воздуха, в результате чего часть капель попадает на поверхность (улавливается ею), а другая часть минует её и уносится воздушным потоком (рис. 1.6).
Рисунок 1.6 – Улавливание капель на поверхности.
Количественно это явление характеризуется коэффициентом улавливания, представляющим собой отношение массы воды, содержащейся в набегающем потоке, к массе воды, улавливаемой поверхностью, в данный отрезок времени. Различают общий и местный коэффициенты улавливания.
Общий, или интегральный коэффициент улавливания, относящийся ко всей зоне улавливания Sул, определяется отношением: 
, где Мул – масса воды, попавшей на единицу длинны, а Мmax – масса всей воды, которую теоретически может уловить поверхность.
Местный коэффициент улавливания можно представить как 
.
Растекание и замерзание капель по поверхности определяются термодинамическими процессами, происходящими на поверхности, и в первую очередь зависят от температуры поверхности. Если температура поверхности относительно высока (близка к 0°С), то капля воды, ударившись о поверхность, сообщает ей некоторое количества энергии за счет динамического удара (кинетическая энергия) и за счет выделения скрытой теплоты плавления при замерзании. Это приводит к тому, что капли, или точнее слой влаги, не замерзают сразу, а растекаются на некоторое расстояние. При этом происходит частичная потеря влаги за счет испарения и сдува ее с поверхности в пограничный слой (эффект Лудлама).
|
|
|
Для характеристики этого явления вводится коэффициент намерзания ξл, который дает соотношение между массой льда Мл, замерзшего на данном участке, и массой воды, уловленной на этом участка в единицу времени, Мул:
В итоге, величина зоны улавливания в основном зависит от таких параметров как:
· Скорость полёта. Если скорость полета растет, то растут и силы инерции капли, следовательно, увеличивается зона улавливания;
· Радиус капли. Чем больше радиус капли, тем выше масса и силы инерции капли и наоборот;
· Толщина профиля. При увеличении миделевого сечения зона улавливания уменьшается;
|
|
|
· Угол атаки профиля.
Геометрическая интерпретация положения зон улавливания представлена на рис. 1.7.
Рисунок 1.7 – Зоны улавливания.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 523; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!