
- •Олимпиада школьников «Шаг в будущее»
- •Условия классического обледенения. Жидкие переохлажденные капли
- •Ледяные кристаллы без жидкой фазы
- •Ледяные кристаллы с жидкой водой. Смешанная фаза
- •2.1. Типы льда, образующиеся в полете на поверхности самолета
- •2.2. Характерные признаки обледенения и способы его предупреждения
- •2.3. Особенности процесса обледенения в условиях ледяных кристаллов и в смешанной фазе
- •2.4. Погодные условия, в которых встречается обледенение ледяными кристаллами
- •2.5. Физика формирования ледяного нароста в двигателе в условиях ледяных кристаллов
- •2.6. Особенности механизма формирования льда в условиях ледяных кристаллов
- •2.7. Лётные происшествия, связанные с попаданием в кристаллические облака
- •3.1. Отработка системы имитации условий атмосферного облака, содержащего ледяные кристаллы. Схема испытаний
- •3.2. Нормативные требования
- •5 10 15 20
- •Параметры, которыми определяется классификация льдогенераторов
- •4.2 . Определим требования к лк, получаемым на выходе из льдогенератора
- •Льдогенераторы трубчатого и пластинчатого льда
- •4.4. Льдогенераторы чешуйчатого и снежного льда
- •4.5. Скребковый льдогенератор
- •4.6. Льдогенератор фрезерный
- •4.7. Капиллярный льдогенератор
- •4.8. Агрегатные льдогенераторы
- •4.9. Замораживание капель воды при распылении форсункой
- •4.10. Снежные пушки
- •Способ генерации лк, разработанный в фгуп «циам им. П.И. Баранова»
- •Демонстрационный модуль для имитации условий атмосферного облака, содержащего ледяные кристаллы
- •Расчет морозильной камеры
- •Заключение
- •Литература
3.2. Нормативные требования
Нормативные требования к эффективности противообледенительной защиты двигателей при выполнении полётов в условиях обледенения были разработаны на основании выводов, сделанных специалистами международной исследовательской группы. Устанавливаются нормы на эффективность защиты двигателя от попадания на его вход ледяных кристаллов в твёрдой фазе и смеси ледяных кристаллов с каплями воды. Расширен диапазон температур и высот, в котором возможно появление обледенения.
Содержание в потоке воздуха твердой кристаллической и жидкой фаз характеризуется величинами соответственно IWC (Ice Water Content) и LWC (Liquid Water Content). Общее содержание воды в потоке TWC (Total Water Content) выражается в виде суммы этих
величин: TWC = IWC + LWC. Определена область условий, в которой могут встречаться атмосферные облака, содержащие ледяные кристаллы.
Диапазон высот: 1,2 ¸ 14,5 км.
Диапазон температур: -3 ÷ -60°С.
Размер кристалла MMD (Medium mass diameter*) : 50 ÷ 200 мкм.
Полная водность TWC: 1 ÷ 5,2 г/м3.
Содержание жидкой воды LWC: 0 ÷ 1 г/м3.
* Средний размер MMD – некоторый размер, при котором масса ледяных кристаллов больше и меньше по размеру этого значения
Mi, кг
S2
D, мкм
рис 7. ОпределениеMMD
Массовое содержание кристаллов в облаке зависит от температуры и высоты полёта.
Рис. 8 Полное содержание воды в облаке TWCзависит от высоты полёта и окружающей температуры. Огибающая для условий кристаллического облака по высоте и окружающей температуре представлена
н
Выстота, км5 10 15 20
а рис 9.
Рис. 9. Огибающая для условий кристаллического
облака по высоте и окружающей температуре.
0
70
-10
-20
-30
-40
-50
-60
Температура, °C
Таблица 1.
Содержание жидкой воды в кристаллическом облаке
Температура С |
Горизонтальная протяжённость облака миль |
LWC г/м3 |
0÷-20 |
</=50 miles |
</=1,0 |
0÷-20 |
не определено |
</=0,5 |
<-20 |
- |
0 |
Для проведения климатических испытаний полноразмерного авиационного двигателя в условиях ледяных кристаллов необходимо иметь запас приготовленных кристаллов в бункере или производить непрерывный процесс получения достаточного количества кристаллов во время проведения испытаний. Для получения ЛК будем пользоваться льдогенератором. Ознакомимся с их классификацией.
Параметры, которыми определяется классификация льдогенераторов
Льдогенератором называют оборудование, предназначенное для производства льда. Льдогенераторы могут быть классифицированы как по виду, составу и назначению вырабатываемого льда, так и по способам и источникам охлаждения и по конструктивным способностям. Разные виды льдогенераторов могут производить разные виды льда. В основном изготавливают следующие виды технического и пищевого льда:
Блочный, трубчато–блочный, снежно – блочный лед;
Плитный и трубчато – плитный
Чешуйчатый и снежный
Льдогенераторы бывают: периодического и непрерывного действия, с оттаиванием и механическим отделением льда. Кроме того различают:
неавтономные льдогенераторы – с централизированным охлаждением рассолами и непосредственно хладагентами, обычно бесконтактно; автономные (в частности агрегатные)
автоматизированные льдогенераторы непосредственного охлаждения , в которых используется механическая, тепловая и электрическая энергия.
Ледяные хладоаккумуляторы делятся на три вида:
без отделения льда;
с отделением льда (фригаторные);
зероторного типа.
Также существует классификация льдогенераторов по производительности.
Большие (более 1000 кг/ч);
Средние (менее 1000 кг/ч , но более 100 кг/ч);
Малые (менее 100 кг/ч, но более 10 кг/ч);
Мелкие (менее 10 кг/ч)