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《液態(tài)水含量對防冰表面水膜流動換熱的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第42卷第1期2016年2月航空發(fā)動機AeroengineV01．42No．1Feb．2016液態(tài)水含量對防冰表面水膜流動換熱的影響鄭梅，朱劍望，董威(上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院，上海200240)摘要：為了研究液態(tài)水含量對防冰表面水膜流動換熱的影響，基于機翼防冰表面水膜及空氣相互作用機理，并考慮水膜表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)過程，建立了水膜與空氣的流動換熱模型，得到溢流水膜及空氣邊界層流動換熱的積分控制方程，通過對比文獻(xiàn)試驗結(jié)果驗證了模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，比較了不同液態(tài)水含量條件下防冰表面水膜厚度及主要熱流量的分布情況。結(jié)果表明：液態(tài)水含量對水膜沿表面厚度分布有明顯影響，而對換熱過程中各項熱流
2、的影響主要集中在水滴撞擊區(qū)域，加熱熱流與散熱熱流隨液態(tài)水含量的增加呈現(xiàn)相反的變化趨勢。關(guān)鍵詞：水膜；防冰；流動換熱；液態(tài)水含量；飛機中圖分類號：V211．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10．13477Q．cnki．a(chǎn)eroengine．2016．01．012InfluenceofLiquidWaterContentonFlowandHeatTransferofWaterF．
3、monAnti-IcingSurfacesZHENGMei，ZHUJian-jun，DONGWei(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shang
4、hai200240，China)Abstract：Inordertostudytheeffectofliquidwatercontentonflowandheattransferofwaterfilmonanti—icingsurface，amathematicalmodelwasdevelopedbasedOiltheinteractionmechanismofthewaterfilmandairboundarylayerandconsideringthemassandheattransferofthewaterfilm．Governingequationsofwaterfilmanda
5、irflowinthemodelwerebothinintegralform．Thevalidationofthemodelwascarriedoutbythecomparisonbetweenthecomputationofthemodelandthemeasurementdatafromthereference．Onthisbasis，thefilmthicknessandmainheatfluxdistributionontheanti—icingsurfaceunderdifferentliquidwatercontentswerecompared．Resultsshowthatt
6、hethicknessdistributionofthewaterfilmisaffectedobviouslybyliquidwatercontentwhiletheiniluencefortheheattransfermainlyconcentratesonthedropletsimpingementregion．Inaddition，theoppositetrendcanbeobservedinthedistributionsoftheheatingheatfluxesandheatlosseswithliquidwatercontentincreasing．Keywords：wat
7、erfilm；anti-icing；flowandheattransfer；liquidwatercontent；aircraftO引言結(jié)冰是影響飛行安全的一大隱患。當(dāng)飛機穿越由亞穩(wěn)態(tài)過冷水滴組成的云團(tuán)時，部件迎風(fēng)表面就容易結(jié)冰【1]。氣動面結(jié)冰會破壞飛機的氣動外形，影響其穩(wěn)定性和操縱性；發(fā)動機進(jìn)口部件結(jié)冰會改變發(fā)動機進(jìn)氣條件，造成進(jìn)氣畸變和推力減小；近些年來，甚至還發(fā)生過由于結(jié)冰而直接引發(fā)的墜機事故[2-3]。熱氣防冰系統(tǒng)是目前用于防止飛機結(jié)冰而使用最為廣泛且技術(shù)最為成熟的裝置。該系統(tǒng)從發(fā)動機壓氣機中引出帶有一定壓力的熱空氣，對防冰部件表面進(jìn)行加熱，使得撞擊表面的過冷水滴受熱蒸發(fā)，從而避
8、免結(jié)冰14]。熱氣防冰系統(tǒng)能夠處于2種工作狀態(tài)，完全蒸發(fā)系統(tǒng)能夠完全蒸發(fā)部件表面的撞擊水，而不完全蒸發(fā)系統(tǒng)則允許部件表面溢流水存在151。對于不完全蒸發(fā)熱氣防冰系統(tǒng)，冷水滴撞擊防冰表面后，未完全蒸發(fā)的液態(tài)水在氣動力作用下沿表面向后流動，形成溢流水。溢流水膜的流動形態(tài)將直接決定可能的結(jié)冰區(qū)域和所需的防冰區(qū)域，同時對防冰部件所需的防冰熱流分布造成直接影響。因此，國內(nèi)外對此開展了收稿日期：2014—11-19基金項目：國家自然
