Bet365 - Online Sports Betting液态水含量对防冰表面水膜流动换热的影响

2025-05-21 04:13:29

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　　热气防冰系统是目前用于防止飞机结冰而使用最为广泛且技术最为成熟的装置。该系统从发动机压气机中引出带有一定压力的热空气，对防冰部件表面进行加热，使得撞击表面的过冷水滴受热蒸发，从而避免结冰［4］。热气防冰系统能够处于2种工作状态，完全蒸发系统能够完全蒸发部件表面的撞击水，而不完全蒸发系统则允许部件表面溢流水存在［5］。对于不完全蒸发热气防冰系统，冷水滴撞击防冰表面后，未完全蒸发的液态水在气动力作用下沿表面向后流动，形成溢流水。溢流水膜的流动形态将直接决定可能的结冰区域和所需的防冰区域，同时对防冰部件所需的防冰热流分布造成直接影响。因此，国内外对此开展了许多研究［6-11］。Messinger模型［12］是结冰与防冰表面流动换热分析中最为经典的热平衡模型。结合质量守恒和能量守恒定律，模型可以求解稳态情况下表面的温度分布。此后，形成功能相对完善的结冰计算软件，如：LEWICE［13］、ANTICE［14］、ONERA［15］、CANICE［16］和FENSAP-ICE［17］等。很明显，表面水膜的流动形态对防冰表面的流动换热过程影响很大，但现有的研究工作大多围绕结冰表面展开，而对防冰表面溢流水膜流动形态及厚度分布的预测较少。

　　不同液态水含量条件下水膜厚度沿翼型表面的分布如图5所示。从图中可见，机翼表面水膜厚度的数量级均在微米级，沿翼型表面的分布呈现先增后减的趋势。在水滴撞击区域，部件表面水膜质量的改变主要受到撞击与蒸发的综合作用。由于在驻点附近撞击质量相比蒸发质量要大得多，因此水膜沿表面向后流动过程中先不断变厚；当水膜经过一定流动后，其蒸发质量会超过撞击量，此时表面水膜达到最大厚度，此后水膜的厚度会在流动过程中不断减小，直至被完全蒸发。随着液态水含量的增加，水膜沿翼型表面的铺展区域及最大厚度均有所增加。由于液态水含量的增加会使翼型表面水滴撞击质量增加，不同液态水含量条件下机翼表面水滴撞击质量的分布如图6所示；而在相同防冰状态下由于水膜厚度很薄，水膜表面与气流温差几乎保持不变，使表面液态水蒸发量近似相等。因此，根据水膜质量守恒方程可知，表面溢流水增加，即表现为水膜厚度增加。

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