防冰系统

防冰系统（精选8篇）

防冰系统 篇1

0 引言

飞机在结冰条件下飞行时, 发动机的进气道会发生结冰。如进气道内的冰层发生脱落, 则会随气流进入发动机的压气机, 从而打伤发动机叶片, 造成压气机的机械损伤或导致发动机损坏, 影响飞机的飞行安全。目前, 现有的商用运输类飞机中, 普遍利用从发动机压气机引出的热空气来对进气道进行防冰[1]。

CCAR25部1419条款规定, 如果申请带有防冰设施的合格审定, 飞机必须能在附录C确定的连续和间断的最大结冰状态下安全运行。为确认这一点, 必须通过分析确认, 飞机在各种运行形态下其各种部件的防冰是足够的[2]。

本文利用上海飞机设计研究院开发的数值模拟方法, 选取性能计算状态点, 对某飞机短舱防冰系统的防冰性能进行评估。

1 计算方法

1.1 短舱防冰计算原理

短舱防冰系统防冰原理为:飞机发动机短舱唇口处蒙皮外部热载荷和内部加热热流导致蒙皮内外表面温度差, 在蒙皮中形成导热热流, 通过导热热流, 将防冰腔内部加热热流传递到蒙皮外表面, 使外表面温度升高到冰点以上, 达到防冰目的。

其中外部热载荷可用公式表示为:

式中, qheat为外部热载荷, qfc为对流换热热流, qw为水滴热流, qevp为蒸发热流, qin-out为水滴流动附带的热流。

内部换热可用公式表示为:

qfc为内部对流换热热流, hin为内部对流换热系数, ts (in) 为蒙皮内表面温度, t1 (in) 为附面层外边界温度, r (in) 为恢复系数, V1 (in) 为附面层外边界速度。

1.2 计算方法与思路

本文进行的计算内容包括:外部流场计算、水滴撞击特性计算、防冰腔内部流场计算以及防冰内外表面耦合计算, 最终得到发动机短舱蒙皮表面温度, 评估系统的防冰性能。防冰计算具体流程如下:

1) 使用ICEM软件进行计算网格划分, 包括外部流动网格和内部流动网格;

2) 使用FLUENT软件进行外流场和水滴撞击特性计算, 防护表面压力系数、局部水收集系数等参数;

3) 使用FLOWMASTER软件进行防冰管路一维流动计算, 得到笛形管射流喷口参数;

4) 使用FLUENT软件进行防冰腔内部流动计算, 得到内部流动参数;

5) 使用FLUENT软件UDF进行内外耦合计算, 得到表面温度分布。

具体计算流程如图1所示:

1.3 短舱计算模型

1.3.1 防冰管路计算模型

防冰管路的流动仿真计算通过FLOWMASTER软件实现, 具体方法为:将防冰管路的3D模型进行简化, 建立计算网络和相应边界条件, 计算得到网络末端笛形管各喷孔处的温度、压力参数。防冰管路的FLOWMASTER网络模型如图2所示。

1.3.2 短舱防冰系统计算模型

飞机外流场和防冰腔内流场计算采用ICEM软件绘制, 外流场采用非结构化网格, 总数300万, 防冰腔内流场采用结构化网格, 总数965万, 在笛形管喷孔区域进行局部加密处理, 3D模型和网格剖面见图3。

2 计算结果与分析

计算状态说明:

本文利用上述短舱防冰系统防冰性能计算方法, 选取CCAR25附录C规定的结冰条件下的计算状态点, 对短舱防冰系统在连续最大结冰条件下和间断最大结冰条件下的防冰性能进行分析, 评估短舱防冰系统的防冰性能。

本文分别在连续最大结冰条件下和间断最大结冰条件下选取2个不同飞行高度、飞行速度、液态水含量的状态点进行短舱防冰性能分析。具体参数详见表1和表2。

3 计算结果

在防冰性能评估方面, 通常使用防冰表面温度作为性能指标。

本文选取短舱蒙皮0°、90°、180°、225°、270°截面的表面温度性能计算结果进行分析, 选取的温度截面位置如图4所示。

不同状态点下的计算结果如图5-图8所示, 横坐标为蒙皮外表面的弧长, s=0代表短舱前缘几何驻点, s为负值时代表进气道唇口内表面, s为正值时代表进气道唇口外表面。

通过该计算结果可以看出, 利用该计算方法得到的短舱蒙皮表面温度值均高于0℃;且发动机短舱内侧 (s值为负值) 表面温度较外侧高, 原因是笛形管喷口朝向短舱内侧蒙皮表面。

4 结论

本文利用上海飞机设计研究院开发的短舱防冰系统防冰性能计算方法, 选取连续最大结冰条件下以及间断最大结冰条件下的计算状态点, 对某飞机短舱防冰系统的防冰性能进行了评估。计算结果显示, 在选取的计算状态点下, 短舱蒙皮表面温度值均高于0℃, 各截面整体温度分布趋势与预期结果一致。计算结果表明短舱防冰系统在选取计算状态点下满足防冰性能。该数值仿真方法可作为后续短舱防冰系统性能评估的工具, 指导短舱防冰系统设计研究工作。

参考文献

[1]裘燮纲, 韩凤华.飞机防冰系统[M].航空专业教材编审组出版, 1985, 6.

[2]CCAR25-R3中国民用航空规章第25部运输类飞机适航标准[S].中国:中国民用航空局, 2001.

防冰系统 篇2

关键词：渠道；冬季输水；冰害；渗漏；冻胀破坏

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0147-02

陕西省地处西北内陆腹地，冬季受冷高压气候控制，气温普遍较低，陕北地区甚至低于零下20 ℃以下，且持续时间普遍较长。输水渠道在寒冷冬季容易由于冰冻结冰问题，形成水内冰、浮冰和冰盖等造成冰堵、冰塞等问题，不仅会影响渠道的整体输水性能，同时还给输水建筑物带来较为严重的冰冻破坏[1]。另外，季节性冻土地区，渠道常采用的钢筋混凝土刚性防渗层容易出现冻胀破坏，形成冻胀裂缝导致渠道渗水、漏水，引起渠道渠系水利用系数降低，水损严重。

因此，针对灌区冬季输水渠道的运行特性，合理采取有效的防冰和防冻胀破坏的技术管理措施，增强渠道综合防护性能，提高渠道渠系水利用效率，确保其安全可靠、节能经济运行，具有非常重要的工程实践应用研究意义。

1 灌区输水渠道冻害的类型及特征

陕西绝大部分地区在冬季寒冷气候影响下，其气温普遍降低到0 ℃以下，负温环境下结冰、冻胀等将给混凝土刚性衬砌层带来破坏作用，即对渠道防渗层带来冻害。

1.1 冰冻破坏

对于冬季继续输水运行渠道而言，结冰会对渠道混凝土衬砌结构带来破坏，即工程中的冰冻破坏。在负温环境中输水运行，渠道中的水体会不断结冰，尤其是当渠道水面被完全封冻后，冰冻层也会随冰的积累而不断加厚，这样就会对渠道坡面的衬砌体产生较大的冰自重和膨胀压力，会引起混凝土衬砌体发生移位或压力变形。

另外，漂浮在水体表面的冰块或冰屑会不断积累形成冰盖，减少渠道有效过水断面，阻挡渠道水的正常流动，降低输水效率，严重时会由于水体表面全面封堵，形成冰坝，造成渠水出现漫溢等问题，给渠道带来溃渠等安全隐患。

1.2 冻融破坏

渠道混凝土防渗层内部存在的孔隙水由于冻融特性，会引起衬砌层发生破坏，即冻融破坏。渠道混凝土衬砌层其自身具有一定吸水性，且运行在常有水环境中，防渗材料中势必会存在一定水分[2]。材料中的水分在负温条件下，就会出现结冰体积膨胀，大约比原体积增大9%左右。这种孔隙水膨胀作用，一旦其应力超过渠道衬砌混凝土材料的强度时，就会导致防渗材料产生形变出现裂缝，尤其是经历多个负温循环后，材料吸水性更强，孔隙水膨胀破坏作用将会更严重，最终会引起渠道混凝土防渗衬砌材料出现表层剥落、冻酥等冻融破坏。

1.3 冻胀破坏

冬季负温环境中，渠基土会出现冻融、融沉等问题，而对渠道混凝土衬砌结构造成冻胀破坏。季节性冻土区的渠道，其在冬季负温条件下，渠基土中的水由于结冰而体积膨胀增大，当膨胀压力超过混凝土的耐压时，衬砌层就会发生隆起等破坏。渠道混凝土衬砌结构由于冻胀性能出现开裂、折断等问题。春季消融，导致渠基土体结构稳定性和强度大大降低，造成防渗衬砌混凝土发生破坏，严重时还可能引起这个衬砌结构体发生滑塌等事故，影响渠道的正常输水运行。

2 灌区冬季输水渠道防冰和防冻胀措施分析

冬季输水渠道发生冰冻、冻融和冻胀等破坏，主要取决于渠道建筑物结构形式、土质条件、负温环境和养护措施[3]。合理采取有效的防护措施，抑制、改善或消除某种因素，则可以大大减轻或防止渠道衬砌结构发生冻胀破坏，确保渠道具有较高的输水可靠性和经济效益。

2.1 合理确定冰害位置，优化调度运行方案

从大量理论研究和实践工作经验可知，冬季输水运行渠道，其冰情和冰害等主要发生在渠道干线、进水闸、压力前池等构建物部位，即灌区渠道工程中的“一线多点”冰害位置。对于渠道干线可能产生的冰害，在实际运行过程中建议按照输冰运行或结冰盖运行方式进行输水运行，这样可以降低结冰对干线衬砌混凝土的破坏；对于进水闸、压力前池等冰害部位，可以采取水力拉冰或机械排冰等措施，以减轻结冰程度，降低冰害破坏力。

渠道的岸冰应控制在40 cm以内，如果岸冰宽度接近40 cm或大于40 cm时，应及时采取加热、通气、排冰、打捞、机械松动等措施进行有效清除。应根据工程实际情况，在渠首和沿线等合适位置处，通过优化布设塘坝、排冰道等水工建筑物通过将冰凌存蓄、排除等措施，降低其在渠道内部的结冰程度，以避免出现冰堵、冰塞等问题。

2.2 优化渠道结构断面、换填置换边坡土体

合理选用渠道结构，对于渠道流量在3 m3/s及以下的小流量、小流速输水渠道，应优选采用输水效率较高、防冰冻性能较强的“U”型或矩形断面，可以利用渠道自身结构来有效提高其抗滑稳定性和抗应力破坏作用[4]。做到渠、路、沟的统筹规划布置，合理设计方案可以有效降低渠床基土含水量，以确保整个渠道输水具有较高安全可靠性。

应根据工程区季节性冻土特性，将渠道坡面土体进行置换处理，即：采用砂砾、戈壁石等具有较强非冻胀性能的材料，将渠道边坡板下存在冻胀破坏特性的土料进行置换处理，其置换厚度应以工程区最大冻土深度的2/3为宜。灌区渠道冬季过水运行时，渠道冻胀部位将会从下1/3部分向上转移，会出现明显增高现象，大致在渠道边坡板的中1/3部位处发生冻胀破坏。合理土体置换后，渠道边坡混凝土衬砌板下负温区土体虽会发生冻结，但由于置换后土体不具备冻胀性能，不会发生膨胀变形，相应渠道边坡衬砌板也就不会发生冻胀破坏。

2.3 隔温和保温防冻胀措施

在渠道建筑物设计过程中，可以将输水构建物深埋到工程区冻土层以下，以达到深挖、深埋的隔温、保温和防止渠基土发生冻胀破坏的效果。宜在渠道防渗混凝土衬砌层下设置保温层，如采用EPS聚苯乙烯膨胀泡沫板等防渗保温材料，一方面可以提高渠道综合防渗性能，另一方面可以通过保温层，降低渠基土的冻胀破坏性能。

据一些工程实践统计资料表明：渠道混凝土衬砌防渗层底部增加泡沫板后，整个渠系水的渗漏量仅为不加泡沫板膜衬砌的1/10左右，且渠道发生的冻胀量和冻胀破坏程度也可以降低70%，防渗抗冻胀保温效果较好，经济性较优越。

另外，可以在渠道两边适当增加种树绿化，通过根系组成的非冻胀性纤维层，一方面可以改善混凝土衬砌的基土性质，可以利用树根系组成网格状土层结构，增强渠道的结构稳定性，同时可以利用树木形成的“植物-空气-水”循环，改善渠道运行水环境的微气候循环，达到有效的保温和防冻胀效果。

2.4 合理选用工程材料，提高工程防冻胀效果

在《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004，GB/T50600

-2010）中，明确规定了不同材料防渗渠道的允许冻胀量（砌石为1.0～3.0 cm；混凝土为0.5～2.0 cm；沥青混凝土为3.0～5.0 cm），通过合理选用适应的防渗材料可以确保渠道工程具有较好的冻胀性能。

另外，还可以通过渠基土夯实、防渗层下设置深浅两层封闭层、土体置换、植树固堤等工程过水，通过加固、拦截等措施，阻断冻结层水源补给，隔热保温提高渠道综合防冻胀性能。

2.5 合理使用化学添加剂，增强渠道防冻胀性能

通过在土壤中合理使用化学材料，来改善土壤的物理化学性能，达到增强土体密实度降低渠道渠系渗漏量；增加基土抗破坏变形能力，提高渠道结构稳定性，如：土壤防渗剂、光固添加剂、土壤固化剂、盐碱土改良剂等，有效阻止渠系水通过基土渗漏，增强基土强度，增强其抵御冻胀破坏的能力，改良土壤物理化学性状，达到防止冻胀破坏的目的。

3 结 语

北方灌区冬季输水渠道发生冰害和冻胀，是必然的自然气象。为了有效提高渠道的综合防渗和抗冻胀性能，结合工程实际，合理选择技术优越、经济合理的方案显得尤为重要。要准确掌握渠道基土冻胀特性参数，按照“适应、削减冻胀”原则，因地制宜选择合适渠道结构和衬砌方式，并加强渠道冬季运行的巡视管理力度，合理选择土壤改良化学添加剂等技术措施，有效减轻或防止渠道冻胀破坏，将渠道冻胀破坏有效控制在防渗材料允许范围内，提高渠道综合防冰和防冻胀性能，延长防渗结构综合使用寿命。

参考文献：

[1] 宋玲，余书超.寒区冬季输水渠衬砌的冻胀破坏及防治措施研究[J].中 国农村水利水电，2009，（6）.

[2] 陈爱侠.陕西省水资源利用效率及其影响因素分析[J].西北林学院学 报，2007，（1）.

[3] 杨利红，崇岩峰.浅议渠道防冻胀处理方法[J].海河水利，2013，（3）.

防冰系统试验方法 篇3

概述

对飞机的防冰系统进行试验主要有两个目的:1.通过试验确证使用此防冰系统的飞机在自然结冰状态下能够安全飞行,也就是要证明防冰系统的性能是符合设计要求或者是超出设计要求的。2.确定不防冰表面结冰对飞机的操纵性及其他飞行性能的影响,从而决定此表面是否需要防冰。

常见的防冰系统的试验有冰风洞试验、干空气飞行试验、自然结冰状态飞行试验、模拟自然结冰飞行试验。

冰风洞试验

冰风洞是一种对飞机部件表面进行结冰和防冰研究的地面模拟试验装置。在冰风洞中对飞机部件进行防冰试验,可以很快地比较各种设计方案。而且冰风洞试验全年都可以进行试验,不受外界气候条件的限制,其中的试验可以确定防冰系统所需要的最小功率(电功率、防冰热气需用量等)。冰风洞试验的缺点是模拟的水滴尺寸较大,且只能进行部件的模型试验,不能进行整机试验。

典型的冰风洞组成如图1所示。该冰风洞由风扇1.通风塔2.冷却器3.喷水系统4及试验段5组成。风扇由电动机带动;通风塔吸入外界的空气,与风洞中的气流混合,有利于风洞内空气温度的提高,缩短调温时间;风洞中气流的热量通过冷却器3传到制冷系统;喷水系统位于试验段前,用空气引射喷嘴中的水,使其雾化后吹向试验件;试验段有一转动体,用于安装试验件,并且可在试验时转动模型。

冰风洞可以对空气的液态水含量、水滴直径、气流速度及气温等进行调节,容易达到试验所需的条件,但在冰风洞中不能模拟高空状态,所以对防冰系统验收时,可以先在冰风洞中进行地面试验,初步确定防冰系统的工作性能。

干空气飞行试验

干空气飞行试验就是在晴空中进行飞行试验,通常在实际结冰状态试飞以前完成,保证试飞安全。试验时,飞机在晴空中进行各种功率及速度的飞行,以确定飞机不足以防冰的状态。将晴空中试飞的结果与地面冰风洞试验及理论计算值进行比较,可以初步判定防冰系统的防冰性能。

1-风扇2-通风塔3-冷却器4-喷水装置5-试验段

防冰系统的干空气飞行试验比较容易进行,只要按照设计高度及外界气温进行飞行,飞行时测得干表面温度,然后可根据飞行速度及外界气温推算出湿表面温度,从而可以初步确定防冰性能。

自然结冰状态飞行试验

自然结冰状态飞行试验即在一定高空、气温、液态水含量及水滴直径条件下,飞机以一定的设计速度飞行。飞机在投入正式航线飞行前,必须要按照结冰设计状态进行试飞,由于飞行中很难找到与设计状态完全相同的气象状态,一般是在尽可能严重的结冰条件下飞行,然后根据已进行过的地面试验、飞行试验结果进行外推,来求出在设计状态下防冰系统的性能,从而确定防冰系统是否能可靠地工作。

自然结冰状态飞行试验分为两类:1.防冰系统的功能及性能试验。2.飞机和发动机在改变功率及飞行状态时的特性试验,以确定防冰系统在所有状态下是有效的或者在某些状态下不足以防冰。

在自然结冰状态飞行试验时,还要检查防冰系统的恢复特性,即将发动机和进气道防冰系统关闭2～3min,把机翼及尾翼防冰系统关闭25～30min,然后再接通防冰,看是否能在一定时间内有效的恢复防冰能力。这是为了保证在遇到结冰信号器损坏的情况时,直到飞行员发现飞机结冰再接通防冰,仍然能保证飞机的防冰效果。

模拟自然结冰飞行试验

模拟自然结冰飞行试验的方法有两种。

1.将模拟结冰云的雾化喷嘴架及试验件装在同一飞机上,飞机内装有一套控制及测量设备,它能控制防冰试验部件的结冰条件,即产生一定水含量及水滴尺寸的人造云。这种方法很适合对飞机部件进行试验,但不适用于整机试验。

1-雾化喷嘴2-骨架

2.用带有水槽及喷水装置的飞机来制造云,这种飞机人们称为“水槽飞机”,试验防冰系统的飞机在水槽机后面飞行,两飞机保持相同的飞行速度,这样使试验比较稳定。水槽飞机常见的喷水架如图2所示,将几个同心的圆管环固定在骨架上,环上均匀地装着雾化喷嘴,保证喷出的水滴均匀分布。

结语

计算防冰系统供气量的一种新方法 篇4

飞机在含有过冷水滴的云层中飞行时，若不安装结冰保护系统，可能会发生结冰导致飞行事故。目前客机机翼多采用热气防冰系统，从发动机引气，热气通过管路被送到缝翼中，进入笛形管，通过管上的小孔喷射，从而加热机翼蒙皮。热气防冰系统引气量的估计需要通过水滴撞击特性以及防冰热载荷的预测。而引气量大小是否能够满足防冰的要求，需要通过相关试验验证。

针对某型民用客机，本文首先对其进行了理论分析，使用CFD计算方法到了水滴撞击特性、防冰热载荷以及防冰引气量，最终与设计指标进行了比对，验证了计算方法的正确性。

1 数学模型及计算方法

1.1 水滴撞击特性

本文采用欧拉方法对翼型的空气-水滴两相流进行计算，得到了空气流场、水滴流场以及液态水滴体积分数，基于上述结果，可通过下式计算

上式中ax是液态水滴体积分数在壁面撞击处的值，a0可由无穷远处的液态水滴体积分数，a0=LWC/ρw, LWC为液态水滴含量，ρw为水的密度，其单位均为kg/m3。

1.2 防冰热载荷

防冰热载荷的计算是在水滴撞击特性计算的基础上进行的，防冰表面上的热载荷参见文献[1]，防冰表面热平衡方程式：

所以需要的加热热流qn为：

各热流计算式如下[1]：

上式中各符号的意义：

hs—从前缘点算起的表面距离s处的局部对流换热系数；

Ts, Tl, T0—防冰部件表面温度、附面层外边界处温度、大气静温；

We, Wi, s—单位面积上每秒时长内的水蒸发量和局部水撞击量，kg/ (m2·s) ；

Le—水蒸发潜热，kJ/kg;

b—传质系数；

es, el—Ts, Tl温度时对应的饱和水蒸气压，Pa;

Rv—水蒸气的气体常数，J/ (kg·K) ；

Cp, a, Cp, w—空气和水的比热，0℃时，p, ap, w Cp, w=4187J/ (kg·K) , Cp, a=1005J/ (kg·K) ;

r*—附面层恢复系数，层流附面层r*=Pr1/2，湍流附面层r*=Pr1/3;

Vl, V0—附面层外边界处气流流速，飞机的飞行速度。

式（4）和（7）中hs的计算式如下[1]：

平板层流：

其中：Res是当地雷诺数；Pr是空气的普朗特数，且有

上式中的空气动力粘度μ，导热系数λ以及式（5）中的饱和水蒸气压均用拟和公式计算。

式（4）、（5）中的Tl和式（13）中的ρl可由绝热关系式得到[1]：

式中k=cp/cv=1.4，ρ0是远场空气密度。

式（6）、（8）中局部水收集率Wi, s可通过下式求解：

上式中β是局部水收集系数，V0是远场水滴速度，α0是远场局部水滴容积分数，ρw是水滴密度。

2 算例计算分析

本文对某型民用飞机机翼进行二维截面，并对各截面翼型进行水滴撞击特性和防冰热载荷计算。截取的二维翼型示意图如图1，包括翼根0m处的截面一共12个，每个截面相距1m，为了方便，将1m处翼型命名为1m翼型，依此类推。

计算状态为：高度6400m；飞行马赫数0.54；攻角4；环境温度-18.8℃；水滴直径20μm；液态水含量0.3g/m3。针对上述状态对飞机机翼的1m, 3m, 6m, 9m翼型开展了水滴撞击特性及防冰热载荷的计算，表面温度取10℃，并对防冰系统引气量进行预估。

2.1 水滴撞击特性计算结果

各翼型局部水收集系数结果如图2所示，从图中可知越靠近翼尖，局部水收集系数越大。

2.2 防冰热载荷及引气量预测

各翼型防冰热载荷计算结果如图3所示，对各翼型热载荷进行积分求和，可得整个机翼的防冰热载荷为55.26kW。

已知防冰引气入口温度为200℃，假设防冰系统热效率η为65%，估算机翼防冰引气量为：

3 结束语

估算当前状态下的单侧机翼的防冰系统引气量为1596kg/h，而某型民用飞机防冰系统供气量的设计指标为1700kg/h～2300 kg/h，对比之后发现计算需求流量与设计指标符合的很好，但存在差异，分析后认为：第一，CFD计算过程中对于防冰系统热效率η的参考值为行业通用值，设计者可能考虑到了具体的实际热效率所导致。第二，设计者会在计算值的基础上再增加安全系数，所以也会导致与本文计算结果的差异。

参考文献

[1]裘燮纲, 韩凤华.飞机防冰系统[M].北京:航空专业教材审编组, 1985.

[2]ARJ21-700飞机防冰系统设计方案 (初稿)

[3]周志宏.基于两相流欧拉方法的翼型结冰数值模拟西北工业大学学, 2010.2

[4]陈维建, 张大林.飞机机翼结冰过程的数值模拟.航空动力学报, 2005

防冰系统 篇5

一、系统功能及构成简介

智能防冰除冰系统能预测冰霜天气,在冰霜降临前在路面自动喷洒防冰液,防止冰附着在路面,影响交通安全;并通过使用安放于桥梁路侧的路面温度传感器和路面状况传感器监测桥面温度和路面的湿滑系数,对数据进行判别和喷淋系统进行控制,宜喷洒适量的环保型除冰剂,清除桥面的冰雪,最终达到保障高速公路、桥梁行车安全和畅通的目的。

智能防冰除冰系统通常由路面气象信息系统、处理控制系统、喷洒系统、支持系统等组成。

二、系统工作流程及性能指标

1.智能防冰除冰系统自动接收气象传感器的检测数据,并将检测数据与预订的判定条件比较,以确定是否启动喷洒系统,喷洒系统启动后根据喷洒时间自动控制各个单元喷嘴的启动。系统原理图如图1所示,为简化现场接线工作,特设置了分站接线箱作为控制柜与现场喷嘴的转接件,在图中每个分站接线箱可控制64个喷嘴,每8个喷嘴一组,由一个电磁阀控制,带流量开关和压力开关。分站接线箱的电缆布置如图2示,实现了对分站电动阀及各喷嘴电磁阀的开关控制,采集流量开关给出的流量信号,用以判断电磁阀、管路、喷嘴等是否泄漏,当有泄漏时,可关闭电磁阀。

2.智能防冰除冰系统的主要技术指标如下:

a.管道系统耐压:1 MPa;

b.喷洒的除冰液应均匀覆盖宽度为2×10.5m的双向四车道桥面;

c.压力测量精度:±0.25%

d.流量测量精度:±1.0%;

e.液位测量精度:±2.5%。

三、路面气象信息系统

路面气象信息系统包括非侵入式的路面状况传感器、路面温度传感器。非侵入式路面传感器安装在现有桥梁结构上和相关的激活系统不断监测大桥上的气象参数,传回中央控制器。

传感器主要监测:路面状况、表面温度、大气条件。

a.路面状况——激光遥感技术用来测量路面上水膜厚度、积雪厚度和结冰厚度,能够在冰晶使道路打滑以前就准确预测到冰晶的出现,从而准确判断路面状态;

b.表面温度——使用路面发出的红外辐射远程测量,并采用智能信号处理;

c.大气条件——空气温度、露点和湿度的测量。

四、喷洒系统

喷洒系统由泵站、喷嘴、液压管道系统和控制电缆及阀箱组成。

泵房修建在公路、桥梁现场附近,并附上喷洒系统正常运作所需的机械、电力、通讯和监测设备。控制柜中的中央处理器评估和运行喷洒系统。

在泵站有泵站控制器、控制泵和阀门操作,系统能定期作自我检测,以确认喷洒除冰剂准备就绪。当系统检测到故障时,能自动发布警告,并通过服务器通知用户终端电脑或指定通讯设备。发出警告时,在自动除冰装置继续自动运行之前必须确定故障性质(如除冰剂化学成分过低或失压等情况),否则,将停止系统运行,确保安全。

喷头可安装在路侧安全护栏上,或镶嵌在路面上,如图3、4所示。喷洒范围覆盖行车道和超车道路面;喷洒方向与行车方向一致。

五、结论

沥青路面防冰涂层材料应用研究 篇6

我国地域广阔、气候条件复杂, 冬季降雪结冰地域面积广。尤其是在高寒地区或山区, 路面或桥面积雪结冰问题较为严重甚至需要封闭交通, 严重影响道路运输效率和交通安全。传统清除路面积雪的方法主要采用人工、机械铲除或撒布融雪盐等被动防冰技术, 不仅劳动强度大、使用效果滞后, 而且融雪盐也对道路结构物、植被和生态环境造成严重破坏[1]。

冬季冰雪来临前, 通过在路面上洒布一层防冰涂层, 可以在一定程度上抑制路面结冰。本文通过定性观察和定量检测溶液电导率值, 研究防冰材料在不同条件下的溶析规律, 提出防冰效果室内检测方法, 对建立防冰涂层技术评价体系具有参考意义。

1 防冰涂层材料设计

防冰涂层材料是由缓释防冰材料与乳化沥青进行均匀混合, 形成一种具有主动防冰、效果持久的防冰复合材料。在冬季来临之前, 将防冰涂层材料均匀洒布到沥青路面上, 雨雪天气涂层中的有效防冰成分便会缓慢释放至路面, 达到融雪化冰的作用。为此, 本文优选合理的缓释防冰材料和乳化沥青, 设计了一种防冰涂层材料。

1.1 缓释防冰材料

目前国内外常用的缓释防冰材料包括水泥固化型盐化物、表面裹油型盐化物、粉末型盐化物。水泥固化型盐化物在乳化沥青中易于离析, 存储不稳定, 一般不用作防冰涂层材料;表面裹油型盐化物具有良好防冰效果, 但由于成本过高限制了其推广;粉末型盐化物以Mafilon为代表, 具有较好的防冰效果, 在乳化沥青中能形成良好的稳定分散系, 且价格较为低廉。本文综合考虑防冰效果、经济性和存储稳定性, 选择Mafilon合成防冰涂层。

Mafilon的主要化学成分包括:Si O2、Na Cl、Mg O和Ca O等, 其中有效冻结成分为Na Cl, 占55%左右。Mafilon中的盐分颗粒与矿质材料充分混合、互相包裹, 是一种非均质的粉末状材料[2]。其技术指标如表1所示。

1.2 乳化沥青

乳化沥青是一种热力学不稳定的液-液粗分散体系。沥青乳液在储存过程中常由于稳定性不足而导致沥青颗粒絮凝、聚结和沉降。乳化沥青中添加Mafilon后, 其储存稳定性会进一步下降, 此时由于乳化沥青颗粒絮凝、聚结, 造成Mafilon溶解后无法与沥青颗粒均匀混合[3]。因此, 防冰涂层材料所用乳化沥青必须具有良好的储存稳定性。本文所选乳化沥青5 d储存稳定性试验结果如表2所示, 可见其储存稳定性良好。

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1.3 盐化物防冰涂层

乳化沥青中掺入缓释防冰材料Mafilon, 采用高速剪切仪进行机械搅拌, 将搅拌后的涂层材料均匀洒布于培养皿内。防冰涂层破乳成型后如图1所示。

从图1可以看出, 涂层试样表面生成了明显的结晶颗粒, 这是因为缓释防冰材料Mafilon在水中溶解后, 自然状态下随着水分的蒸发, 乳化沥青破乳, Mafilon又重新结晶形成颗粒。

2 融雪机理

Mafilon的有效冻结抑制成分是约55%的Na Cl易溶盐, 雨雪天气环境温度低、路表湿度大, 首先有一小部分积雪融化变成水, 使得Na Cl成分溶解。在车辆碾压作用下, Na Cl成分从浓度较高的防冰涂层逐渐向浓度较低的路表扩散, 降低道路表面水的冰点, 延缓路表积雪结冰[4]。虽然析出的易溶盐逐渐随着轮胎滚动和路表的流水而流失, 但只要防冰涂层中Mafilon仍然存在, 其降低冰点效果就一直发挥作用。

3 防冰涂层材料融雪效果定性评价

为了评价防冰涂层的防冰效果, 本文选择Mafilon掺量分别为10%、11%、12%、13%、14%的防冰涂层材料进行防冰效果评价试验, 以确定合理的Mafilon掺量, 试验结果如图2所示。试验方法如下:

1) 将防冰涂层乳液均匀洒布于培养皿中, 室温下破乳、干燥备用。

2) 将蒸馏水和涂有防冰涂层的培养皿分别置于0℃的温控箱中2 h, 蒸馏水形成过冷水。

3) 将过冷水洒于防冰涂层表面, 控制防冰涂层表面的水膜厚度在5 mm左右 (5 kg/m2) , 在-5℃的环境中冰冻4h。

4) 用玻璃棒冰冻试件表面敲击, 观察涂层表面留下的痕迹, 判断不同Mafilon掺量下防冰涂层的融冰效果。

由图2可以看出:

1) 冰冻前涂层表面均有结晶颗粒生成, 其中随着Mafilon掺量的增大, 结晶颗粒也越来越密集, 理论上涂层防冰效果也会越好。

2) 冰冻4 h并敲击后, 五组涂层表面冰层发生不同程度破坏, Mafilon掺量为10%、11%、12%的涂层表面冰层未发生整体破碎, 表层的敲击破坏痕迹随着掺量的增大而加剧;Mafilon掺量为13%、14%的涂层表面冰层发生了整体破碎, 最大掺量下涂层表面冰层破碎最明显。定性观测表明, 防冰涂层Mafilon掺量为14%时, 防冰效果最好。

4 防冰涂层材料融雪效果定量评价

防冰涂层的冻结抑制效果取决于有效冻结抑制成分的析出量, 因此可通过测定涂层表面盐分析出量间接评价其防冰效果。本文通过测试防冰涂层试件浸泡液中的离子浓度, 推算防冰材料有效成分溶出量, 从而评价防冰混合料的防冰效果。如图3所示, 盐分溶析方法主要有密封法和全溶法, 考虑到密封溶析法操作较为复杂, 本试验采用全溶法。

4.1 盐分质量浓度与电导率相关性

在水质分析中, 水的电导率与其所含有机酸、碱及盐量有一定关系, 故根据溶液电导率值可间接推测水中离子成分的总浓度。此方法具有设备简单、操作方便、灵敏和快速等优点[5], 因此本文采用DDS-11D电导率仪测定防冰涂层浸泡液的电导率, 用电导法推算水中盐分拭质量浓度。分别配制不同质量浓度的Na Cl溶液, 测量相应的电导率值, 结果如图4所示。

由图4可以看出, Na Cl溶液的质量浓度与电导率值存在良好的相关性, 因此可以根据这一理论计算防冰涂层试件盐分溶析结果, 以评价不同Mafilon掺量下的涂层防冰效果。

4.2 不同盐化物掺量下防冰涂层电导率试验

将Mafilon掺量分别为10%、11%、12%、13%、14%的防冰涂层试样采用全溶法进行电导率测试, 试样电导率随时间的变化值如表3所示。

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4.3 不同盐化物掺量下防冰涂层盐分溶析结果

参考图4所示Na Cl溶液浓度与电导率的关系式, 结合表3中各组试样在不同时间条件下的电导率测试结果, 得出不同掺量下防冰涂层盐分溶析结果, 如图5所示。

由图5可以看出:在相同溶析时间里, 盐化物浓度随着掺量增大而增大, 即防冰涂层中Mafilon的掺量为14%时防冰效果最好;溶析前10 h内, 盐化物溶析速度快, 表明其处于最佳融雪时间段, 10 h后盐化物析出速率逐渐降低, 但仍旧具有一定的融雪效果。随着Mafilon掺量的继续增加, 防冰雪效果可能会继续改善, 但同时涂层的成本也会随之增加, 而且Mafilon中易溶盐溶于冰水后会对路面周围环境造成一定的影响, 参考已有的盐化物浓度对环境腐蚀影响研究, 本文将Mafilon掺量定为14%。

5 防冰涂层最佳洒布厚度

路面上洒布防冰涂层后会在一定程度上影响路面抗滑性能。防冰涂层的厚度应适宜, 涂层厚度过厚会造成路面抗滑性能衰减过大;涂层厚度太薄则会影响其防冰效果。本文通过研究不同防冰涂层厚度与摩擦系数、构造深度之间的关系来确定最佳涂层厚度。选取三块表面平整, 摩擦系数、构造深度相近的路面, 分别洒布0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm厚的防冰涂层, 养生24 h, 待乳化沥青完全破乳后, 对上述路表进行摩擦系数和构造深度检测, 检测结果分别如表4~5所示。

由表4~5试验结果可知, 1.5 cm涂层洒布区域的摩擦系数和构造深度均无法满足规范要求, 即可能影响行车安全;0.5 cm涂层洒布区域的摩擦系数和构造深度虽然都能满足规范要求, 但其厚度太薄, 甚至部分路表区域都没有覆盖到, 会造成防冰效果不佳;1.0 cm涂层洒布区域的摩擦系数和构造深度均能满足规范要求, 而且其厚度也比较适宜, 因此选择1.0 cm厚的洒布量作为最佳洒布厚度。

6 结论

1) 通过向乳化沥青中添加缓释防冰材料Mafilon均匀混合, 形成一种具有主动防冰、效果持久的防冰复合材料。

2) 采用冰冻敲击试验和盐分溶析试验, 确定乳化沥青中Mafilon掺量为14%时, 防冰涂层的防冰效果最佳。

3) 通过测试不同防冰涂层厚度下的路面摩擦系数和构造深度, 综合考虑抗滑性和防冰效果, 推荐防冰涂层应用厚度为1.0 cm。

[ID:001046]

参考文献

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[2]山口美代子, 今井寿男.塩化物系凍苺抑制笵装塩分溶出[C].东京:日本道路協会, 1995:514-515.

[3]王锋, 韩森, 等.盐化物融冰雪沥青混合料的应用研究[J].公路, 2009, 54 (3) .

[4]张丽娟, 王锋, 韩森.化学类冻结抑制沥青混合料配合比设计研究[J].公路, 2010, 55 (10) .

飞机防冰——从传统到仿生的发展 篇7

结冰是自然界的正常现象, 在温度低于0℃的环境下, 液相的水会自然释放热量而产生结冰现象。结冰现象对于人类的生产生活具有有利的一面, 冬天的冰雪能冻死躲藏于地表面的害虫, 为来年的作物种植提供良好的土壤环境;经过人工修饰的冰能制作成各种具有艺术气息的冰雕, 深受人们喜爱等。

目前来说, 除了少数情况下, 人们经受的更多是结冰带来的各类危害。比如汽车在冬天低温湿冷环境下行驶时, 车窗玻璃易结霜结冰, 给驾驶员带来了视觉上的不便, 极大的增加了发生交通事故的隐患;大型风场的风力发电机叶片结冰, 会导致风力机叶片的翼型发生变化, 显著影响风力机的空气动力性能, 使其出现故障甚至事故而不能正常工作 [1];架于空中电线电缆一旦结冰, 短时间内其重量会迅速增加, 造成线路和支撑基站的过度负载, 严重时可能导致电线电缆断裂、基站垮塌等。如2008年席卷中国南方的冰雪灾害, 因线路覆冰曾使湖南电网500k V线路中, 倒塔182基, 变形75基, 导线断线或受损159处等重大损失, 这还未包括低于500k V线路的破损情况 [2]。

对于安全系数要求更高的飞机来说, 由于常在云层中飞行或穿越, 因而即使不是处于常冰冻的冬季也会经常在空中碰到低温、高湿度的过冷环境, 结冰现象对其的危害也最为直接和明显。据资料统计, 由于结冰而导致空难事故的概率超过了15% [3]。各类因结冰而造成的飞行事故也屡屡见报:1993年3月5日, 由

于起飞前空气温度较低, 湿度较大, 且并未进行地面除冰处理, 马其顿航空公司一架福克100飞机, 起飞后爬升到1200英尺时由于机翼结冰出现失速, 飞机迅速倾斜坠地, 造成81人死亡的惨剧 [3]。2006年6月3日, 我国空军一架军用运输机执行任务中, 在安徽某地失事坠毁, 机上40人全部遇难, 后经查证造成这起事故的直接原因是由于曾多次穿越结冰区域, 飞机空中结冰而失控坠毁 [4]。由此可见飞机结冰对于飞行安全有着致命威胁, 而结冰也已被航空界认定为影响飞机飞行的6大气象因素之一 [5]。

2 飞机结冰现象分析

2.1 飞机结冰机理与影响因素

飞机的结冰主要与三大因素有关:一是飞机的外形形状 (如机翼前缘的几何形状对飞机结冰影响较大) ;二是飞机的飞行状态, 如飞行姿态、飞行高度、飞行速度等;三是飞行气象条件, 如过冷水含量、过冷水滴直径、云层的形状和形式、云层温度等。

当飞机在含有过冷水滴 (过冷水滴是非常不稳定的, 稍受震动, 即能冻结成冰的水滴) 的云层中飞行时, 如果机体表面温度低于0℃, 过冷水滴一旦粘附到机体表面就会迅速释放热量聚积成冰。若过冷水滴温度接近0℃, 结冰呈现“冻结~蒸发~再冻结”的过程;若过冷水滴较小, 温度接近-20℃时, 则会直接成冰。

除过冷水滴与机体表面温度影响之外, 当飞行速度处于亚音速左右或以下, 大气温度在0℃到-20℃ (见图1) , 飞行高度在3000~7000米 [7,8]的时候, 飞机更容易结冰。因而对于大飞机、大型军事运输机等具有大推力、大起飞总重、亚音速、强生存力 (全天候飞行) 等机型 [9], 结冰一直是影响其安全的突出隐患。

同时, 空中云层的形状和形式等气象条件也是影响结冰的关键因素。积云和积雨云通常会造成飞机强结冰, 且最强的积冰多见于将要发展成积雨云的高大浓积云的上半部和积雨云成熟阶段的上升气流区;层云和层积云 (或高积云) 中的结冰通常会形成弱积冰或中积冰, 且云上部结冰通常为弱积冰, 积冰强度会随高度减弱。

2.2 飞机积冰的形式

根据结冰条件的不同, 飞机结冰的形成的积冰形式可以分为明冰 (图2a) 、毛冰、雾凇 (图2b) 、霜四类。

在0~-10℃的过冷雨中或大水滴组成的云层中, 一般会形成光滑透明、结构坚实的明冰;温度为-5~-15℃的时候, 飞机机体上常出现表面粗糙不平, 冻结得比较坚固, 像白瓷一样的毛冰;不透明, 表面粗糙的雾凇则一般多形成在温度为-20℃左右的云中;而霜一般是飞机由低于0℃的区域进入较暖的区域形成的。对于飞行来说, 明冰和毛冰一般是影响飞机安全最重要的积冰形式。

2.3 飞机结冰强度

飞机的结冰强度是衡量结冰对飞行安全危害的量度, 通常用结冰速率 (冰在飞机部件表面形成的速度) 来表示 [7]。根据结冰速率划分结冰强度为四个等级, 分别为弱结冰 (trace) 、轻度结冰 (light) 、中度结冰 (moderate) 和强结冰 (severe) 。各不同结冰强度所对应的结冰速率见表l。

结冰强度尚不能完全表达飞机结冰的严重程度, 假若飞机处于强结冰条件下的时间很短, 那么表面上结的冰量就不会很多;相反, 假若飞机处于弱结冰条件下的时间很长, 飞机上也可以结成很厚的冰层。为了正确表征结冰实际情况, 因而又引用了结冰程度这一概念。所谓结冰程度, 是指飞机在结冰条件下飞行的整个时间内, 表面上所结冰层的最大厚度。结冰程度的划分情况见表2。

2.4 飞机结冰部位

据统计, 飞机结冰主要结冰部位常位于:机翼和水平尾翼、垂直尾翼前缘、发动机进气道唇口、进气部件 (导向叶片、支撑等) 、螺旋桨桨叶、整流帽罩、风挡、舱盖等透明表面以及空速管、攻角、温度传感器等大气数据探测装置的表面 [6]等 (见图3) , 这些部位与过冷水滴相遇时一般便会首当其冲, 因此结冰的几率较大, 也较常见。

3 飞机结冰危害

飞机结冰是一种非常严重的危险情况, 它会严重破坏飞机的空气动力性能, 如机翼和尾翼积冰, 会使升力系数下降, 阻力系数增加, 并可引起飞机抖动, 使操纵发生困难;也会降低动力装置效率, 甚至产生故障, 比如螺旋浆飞机的桨叶积冰, 会减少拉力, 使飞机推力减小;同时, 脱落的冰块还可能打坏飞机的运动部件或机体其他结构;通常结冰还会影响飞机的仪表和通讯设备, 损坏甚至使之失灵 [8]等。2008年法国A330客机的空难, 经调查原因就是由于结冰堵塞了飞机动静压传感器而使其失灵造成的 [2]。

由此可见, 飞机结冰对于飞行安全来说, 确实存在着巨大的不确定性而又一旦出现则影响和损失都非常之大的隐患。

4 传统的飞机防冰除冰技术

鉴于飞机结冰会一般会导致严重的后果, 世界各国航空公司和科研机构都致力于开发了各类防冰除冰技术或系统。而所谓飞机的“防冰与除冰”概念, 就工作性质来说, 防冰一般是通过机体表面材料的特性或者结构的设计使过冷水滴在飞机表面难以结冰, 是具有“防止水滴结成冰”这一相对主动性;除冰则是在飞机表面已经结冰后再用办法使冰脱落或除去, 是一种相对“被动”的应对飞机结冰的方式。按照工作方式的不同, 又可以将目前传统的飞机除冰防冰方式细分为机械除冰、液体防冰、热力防冰三类技术 [7]。其中, 机械除冰技术又可分为气动带除冰和电脉冲除冰技术;热力防冰技术分别按热源和加热方式又分别分为电热防冰、气热防冰技术, 以及连续防冰和间断除冰技术。总的概括如下图4所示。

1) 机械除冰技术:机械除冰即是使用机械的办法除去飞机表面的积冰。早期的方法就是在防冰表面放置许多胶管 [9], 当表面结冰时, 胶管充气膨胀, 使冰破碎, 然后利用气流把冰吹除 (即气动带除冰技术) 。目前在飞机上应用的最多的机械除冰系统就是气动除冰系统 [3], 它的优点是工作可靠、节省能量, 但存在一个致命的弱点, 即阻力大, 因此不适于高速飞行的飞机, 故常用于低速飞机机翼、尾翼前缘处。而且气动除冰不可能彻底, 往往会有一些残冰, 也会增加飞机的阻力, 使其缺点更为明显。除交替膨胀胶管外, 还可用脉冲激励振动方法除冰 (即电脉冲除冰技术) , 如用超声波使蒙皮高频振动除冰等。

2) 液体防冰技术:液体防冰其原理是将冰点很低的液体喷洒在结冰部位, 使其与过冷水混合后冰点低于飞机表面温度或原过冷水滴的结冰点而阻止结冰。可用作防冰液的有乙烯乙二醇, 异丙醇, 乙醇等。使用液体防冰技术时, 其优点在于不会在部件的防冰表面之后形成冰瘤, 而且停止供液后, 还具有短时间的防冰作用。该技术多用于风挡、雷达罩、尾翼前缘外表面等部位 [7]。但因防冻液耐久性较差, 对基材表面会产生一定的腐蚀 [10], 且消耗量也一般较大, 会使系统重量增加, 维护较为麻烦, 因此现已相对较少采用 [8]。

3) 电热防冰技术:电热防冰系统是通过电阻升温防止表面结冰, 最常见的是风挡、螺旋桨、空速管电热防冰。电防冰的加热方式有连续加热和间断加热两种方式。对表面不允许结冰或加热耗电功率较小的部件 (如风挡、空速管等) , 常用连续加热的方式;对表面允许少量结冰或加热耗电功率较大的部件 (如机翼、尾翼等) , 常用周期加热的方式 [8]。电热防冰由于动力损失小, 加热均匀, 被广泛采用在现代大型民航客机上 [9]。

4) 气热防冰技术:气热防冰是利用热空气加热飞机部件的待防护表面。通过热气的加热, 使防护表面的温度达到过冷水滴的蒸发温度, 从而避免过冷水滴在机体表面冻结结冰 [11]。防冰热空气多从发动机压气机引气, 也可从辅助发动机APU引气, 有的飞机则由废气加热器或燃烧加热器产生 [3]。气热防冰系统使用维护简单, 工作可靠, 但热量利用率较低。

5) 蒸发防冰与流湿防冰技术:蒸发防冰技术与流湿防冰技术又分别称为“干防冰”与“湿防冰”技术。按照热力防冰系统对部件防冰表面连续加热时, 能否将飞机机表面收集的水分全部蒸发来区分 [7]。

从应用情况总括来说, 始于20世纪三、四十年代的气动带除冰和液体防冰技术曾在飞机上有较多的应用, 但因膨胀管充气时对飞机空气动力学的影响较大, 目前已使用相对不多。而电脉冲除冰技术兴起于20世纪60年代末, 由于系统具有重量较轻、耗电功率小、除冰效果良好等特点, 不少飞机上现在依然使用该技术。不过, 当前飞机上使用最为广泛的却是热力防冰技术, 是现代飞机防冰与除冰技术发展的主流。

5 仿生飞机防冰技术

传统的应对飞机结冰的三大防除冰技术虽然在一定程度上解决了飞机积冰的难题, 得到了相对广泛应用和发展, 但是其弊端也是非常突出和显而易见的。譬如液体防冰虽然作为一种相对主动的方式, 即在结冰的先期就通过降低冰点的方式阻止过冷水滴在飞机表面结冰, 但实践证明持久效果不是很明显, 而且每次飞行起飞前都需要喷洒防冰液, 不仅耗费人力、时间, 更消耗着大量防冰液, 若所采用的防冻液不绿色环保, 还很可能对大气环境造成污染;电热防冰等技术通过电阻等发热来防冰需要消耗大量能量, 会给飞机造成额外的能量消耗负担等。而作为相对“被动和滞后”的机械除冰等除冰方式, 是“机械的”等待结冰了之后再使用办法除冰, 其设计理念就相对落后, 因为一旦已结冰, 积冰就能对飞机的空气动力学等产生影响, 如果除冰不及时, 就会有导致空难的可能, 而且现行的除冰技术也往往难以除冰干净, 该类除冰方法目前也是通过其他耗能 (耗电、耗热等) 技术手段实现, 并不节能、安全、可靠。

因此, 区别于传统的, 难以适应现代飞机安全需求的防止飞机结冰的技术, 且借鉴“防冰”这一较为先进、对于飞机安全保证更为可靠的理念, 目前科研机构广泛深入研究的是用什么办法 (如新材料、新设计等) 能够既节能环保、又持久可靠的让飞机“主动防冰”, 即让飞机即使穿越富含过冷水滴、云层温度低、湿度大等易结冰的恶劣环境下, 飞机各个重要部位不结冰或者结冰程度非常低, 来从结冰的源头上较大缓解或阻止冰在机体表面的形成, 从而达到提高飞机的抗冰冻能力, 进而提高其安全度。

得益于仿生学的流行, 现阶段科研人员通过发现、分析自然界一些生物奇特的超疏水或防冰冻的现象和机理, 在“仿生防冰”寻找到了新的、可观的突破。

“仿生”并不是一个陌生的词汇, 美国的J.E.Steele教授在1960年就曾提出了这一概念。生物具有的功能迄今比任何人工制造的都优越得多, 仿生就是要在工程上实现有效的分析、学习、制作以及应用所希望得到的某种生物特有的功能。仿生科学在国外发展的非常早和成熟, 国内在近些年发展也较为迅速。如吉林大学的任露泉院士等通过模仿土壤动物蜣螂研制出具有减粘降阻功能的仿生犁壁, 该犁壁能有效降低犁耕压力, 减少油耗, 并具有较好的脱土性和耐磨性 [12];北京航空航天大学张德远教授团队通过模仿复制游行速度极快的鲨鱼的表皮结构 [13], 成功制成减阻效率最高达8.25%仿鲨鱼减阻表面蒙皮 (图5) 等。

研究和实践证明, 通过向自然界的神奇现象的学习、了解, 往往能够得到开启新的思路, 且前途非常广泛, 具有良好的可研究性。

5.1 飞机防冰与超疏水表面的联系

正是基于从仿生的角度深入学习研究, 飞机防冰技术突破以往的瓶颈, 在仿生学中得到了新的重要进展。按上文分析飞机结冰的机理的可知, 结冰主要是过冷水滴碰到低温的的飞机机体表面释放能量后结晶而造成积冰。假若过冷水滴从开始就不能在低温的机体表面上粘附, 那么它就无法与机体表面进行热传导, 也无法自结晶成冰滴, 更不能和周围的冰滴再结晶生长成冰块。因此, 如果能制造一种表面能低的不粘水滴 (即超疏水) 的飞机表面是防冰最直观、直接和有效的途径。

而自然界有很多类似的超疏水的现象。最典型的就是著名的“荷叶效应”:当荷叶表面沾有水滴的时候, 水滴总是聚成球状, 迅速的从荷叶表面滚落而不是粘附在上面。德国波恩大学的W Baahlott和CNeinhuis教授系统研究了荷叶表面的这种奇特的超级疏水性能时, 发现荷叶表层生长着纳米级的蜡质, 这使荷叶表面具有非常低的表面能, 同时荷叶表面的微米级别的乳突形成了微观粗糙表面 (图6a) , 他们认为正是蜡质提供的低表面能和微观尺度上的粗糙结构赋予了荷叶疏水自洁的奇特效果 [14,15,16]。而北京航空航天大学的江雷院士团队通过进一步研究发现, 荷叶表面的微米级乳突 (平均直径5~9um) 上还存在纳米结构 (124.3±3.2nm) (图6b) 。这种微米结构与纳米结构相结合的阶层结构被证明是荷叶产生超疏水效应的最终原因 [17]。

除了荷叶外, 自然界还有存在多种生物具有同样的超疏水功能, 如蝴蝶的翅膀、蚊子的复眼、水黾的腿部等等。

5.2 超疏水模型与浸润性机理分析

根据超自然界存在的对水的非浸润性现象, 制造并利用超疏水材料来防冰被普遍认为是一个非常理想的途径。要利用这种功能来防冰, 则首先需要分析、了解超疏水现象的内在机理。

物体的超疏水性与表面的浸润性有关, 浸润性也是固体表面最重要的基本属性之一。通常以接触角来表示液体对固体的浸润程度。

在理想光滑的表面上, 液滴与表面之间的接触角主要由固体表面的自由能决定, 是固-液-气三相接触线三种不同张力共同作用的结果。接触角即是固-液交界处与气-液交界处两者切线之间的夹角值θ (如图7a) 。其大小满足杨氏方程 [18]:

其中:γSV、γSL、γLV分别为固-气、固-液、液气界面张力, θ即为理想光滑表面上的接触角。

由 (1) 式可知, 当给定液体时, 那么γLV也即是

7 a为接触角示意图, b为前接触角θa、后接触角θr、滚动角α示意图, c为Wenzel模型, d为Cassie-Baxter 模型。

确定的常数, 则接触角θ与γSV及γSL的差值成负相关, 即后两者差值越小, 接触角越大。然而, 现实并不存在方程条件中的绝对光滑理想表面, 任何材料表面往往具有一定的粗糙度, 这使得杨氏方程并能不完美适用。

实验研究发现, 物体表面的粗糙度能够明显的影响其表面接触角的大小, 据此, Wenzel [19]和Cassie等人 [21]分别对杨氏方程做了修改, 通过引入了粗糙度的概念, 分别提出了著名的又看似对立的“Wenzel模型” [19,20]和“Cassie-Baxter模型” [21,22]。

Wenzel模型认为, 当液滴与表面粗糙的固体接触时, 液体会完全侵入到表面上由粗糙结构所导致的凹槽里, 即液体会与表面完全耦合 (见图7d) , 接触界面只存在固-液界面。其方程为:

其中:r是粗糙度系数, 也即是固液实际接触面积与水平面的投影面积的比值, θ为理想光滑表面接触角, 也称杨氏接触角。θW为实际接触角。

由 (2) 式可知, 由于r的值总是大于1, 当θ<90°时, θW随着r的增大而减小, 表面变得更亲液;当θ>90°时, θW随着r的增大而增大, 表面变得更疏液。因此Wenzel模型认为表面粗糙度的存在能让原来亲水的表面更加亲水, 而疏水表面更加疏水。

而Cassie-Baxter模型认为, 同样的实验假设下, 液体不会完全侵入粗糙表面, 在液体和固体之间会存在缝隙, 也即会形成气膜, 导致最后的接触情况是气液-固复合接触表面 (见图7c) 。其方程为:

其中:f1、f2分别为固-液接触面和气-液接触面在复合接触面中所占的比例, 且f1+f2=1。θ为杨氏接触角, θC为实际接触角。

物体表面的浸润性还与接触角滞后以及滚动角有关。接触角滞后△θ是前接触角θa与后接触角θr (见图7b) 的差值, 即:

而滚动角α是当液体会从表面上滚落下来时固体表面所需要倾斜的最小临界角度见图 (7b) 。两者都是描述液滴从表面滚落的难易程度。

再对比分析两种模型的疏水情况可知, 在Wenzel模型中, 由于液体和表面完全接触, 且有粗糙结构的存在, 极大的增加了液体和固体接触时的表面积, 导致液-固之间的粘附力较大, 相同条件下液滴难以克服阻力而滚落, 即滚动角增大;而在Cassie-Baxter模型中, 由于固-液之间还存在气膜, 使得表面在已保持疏水的效果下, 液体和固体表面的接触表面积比Wenzel模型要小得多, 相应固液之间的粘附力较小, 因此后者模型中的液体往往容易滚落, 一般具有很小的滚动角。

若将超疏水应用于飞机防冰的话, 根据防冰的基本思路, 良好的防冰表面应能较好的减少过冷水滴的粘附, 即使有少量过冷水滴粘附于表面也应能立即滚落, 防止其停滞结晶成冰, 因此, 符合Cassie-Baxter模型的具有较小滚动角的超疏水表面符合防冰的实际需求。事实上, 在大多数其他工程应用中, 符合后者的超疏水材料也往往利用和应用最为广泛。

5.2超疏水防冰涂层制作方法

基于良好的疏水现象和效果, 超疏水材料用于防冰已成为了国内外研究的热门 [17]。科研人员也先期探究了多种制作超疏水防冰材料的制作办法。根基疏水模型及其机理分析可知, 超疏水性表面可以通过两种方法来制备:一种是在疏水材料 (接触角大于90°) 表面构建粗糙结构;另一种是在粗糙表面上修饰低表面能的物质 [17]。合乎要求的粗糙表面往往是难以找到或构建的, 同时制作的超疏水表面往往用静态、常温水滴的测试表征疏水性, 能否在处于动态的、低温、高湿度的防冰测试中成功的表现出良好防冰效果也往往有待于实验检验, 因此怎么设计制备微纳米层级的粗糙结构以及后续的防冰性能测试、机理分析成为了研究的难点和热点。单就超疏水材料的制作来说, 目前很多制备粗糙表面的方法已有报导, 可以总概为“自底向上” (bottom–up) 与“自顶向下” (top–down) [23]两种方式。

5.2.1 “自底向上”超疏水防冰材料制作方法

所谓“自底向上”即是粗糙结构由物体表面的外侧或生长或构建成凸起结构, 如图8所示。这种办法往往涉及到自生长、自组装、气相沉积等等技术, 且一般制作的是表面不规则、随机状态的微纳阶层结构, 较适用于有实用性需求的大面积超疏水材料的制作。各种制作方法如下简要概括。

“自底向上”制作的超疏水表面粗糙结构SEM形貌 a溶胶凝胶法制作的Si O2结构 b模版法复制的水稻叶表面 c电化学法制作的Zn O超疏水导电薄膜 d气象沉积法制作的ACNT膜。

1) 溶胶凝胶法

溶胶-凝胶法一般是以可以分解产生粒径不同的微粒 (如微纳米级别的Si O2, Ti O2, PS小球等) 的化学物质为前驱体, 制得不同大小微粒后再用微粒在表面上构造各种粗糙结构。用这种方法制备的材料的表面粗糙度可以通过改变实验方案和反应混合物的组成获得不同粒径的微粒来实现。如曲爱兰 [24]等通过以正硅酸乙酯 (TEOS) 为前驱, 用该方法制作了不同粒径的Si O2微粒 (微粒直径控制在在100nm~500nm之间) , 再将不同直径的Si O2微粒溶液混合后再成膜成含微纳粗糙结构的薄膜 (图8a) , 通过低表面能的氟代烷基硅氧烷F8261自组装修饰后, 薄膜的最大接触角超过174° , 接触角滞后接近0°。

2) 模版法

模版法通常用已有表面存在所需粗糙结构的母材为模版, 通过“复制”的方法获得与模板相同的粗糙表面。母材既可以是天然的超疏水材料如荷叶等, 也可以是其他材料, 如多孔的氧化铝以及多孔聚合物e PTFE等。吉林大学的姚佳 [25]等利用模版法 (如下图9) , 以天然的水稻叶为原始模版, 用弹性聚合物材料聚二甲基硅氧烷 (polydimethylsiloxane, PDMS) 作为两次转写的基材, 成功精确复制天然水稻叶表面的微纳结构 (图8b) , 得到的表面接触角达151°±2°, 表现出的良好的超疏水性。

3) 电化学法

电化学沉积一般是用“镀”或“沉积”的办法在材料表面制作微纳粗糙结构。该方法不受基体形状和尺寸的限制, 因此电化学法也是一种常用的超疏水制作方法。Wang等 [26]采用电化学沉积技术, 在导电玻璃基体上制备了一层具有双重粗糙度的Cu膜, 用链烷酸表面修饰后, 膜表面的接触角能达到了153°;江雷等利用电化学沉积的方法制备除Zn O导电薄膜 (图8c) , 采用氟硅烷对其表面进行修饰后, 该薄膜显示出了超疏水的性质, 与水的接触角达152° [27]。

4) 气象沉积法

气象沉积法虽然制作过程中设备相对较为复杂, 制膜面积较小, 但能制备出接触角较大的超疏水材料。江雷等用气相沉积法制备具有纯纳米结构紧密排列的阵列碳纳米管 (ACNT) 膜 (图8d) , 用氟硅烷修饰后, 该膜这种膜呈现出接触角非常大的超疏水性 (接触角达171.0+0.5°) , 但是因制造的是纯纳米微结构, 导致滚动角非常大 (超过30°) [28,29], 后通过设计出微纳复合结合的粗糙结构新ACNT膜, 得到了接触角较大而滚动角较小的理想超疏水材料。

此外还有喷涂法 [30]、逐层组装法 [31]、电纺丝法 [32]等等不一而足。

然而这些方法制作的超疏水尚未曾用于防冰测试, 只是从理论上来说具有防冰潜能, 表面能否有效阻止冰晶结冰仍有待于检验。因为防冰不是单纯的水滴疏水测试, 实验环境与水滴的温度、直径大小、周围环境温度以及湿度都有紧密联系。国外在这方面研究开始的较早, 在1950s年代就开始有报道[33], 将超疏水材料用于防冰研究上发展的相对更为丰富和成熟。

5.2.2“自顶向下”超疏水防冰材料的制作方法

“自顶向下”的概念与“自底向上”刚好相反, 指的是通过用腐蚀、光刻等“表面材料去除”的办法使表面产生微纳米级别的粗糙结构。这种方法往往用来制作粗糙结构规则的 (如呈阵列分布等) , 或是有特定图案 (如蜂窝状, 砖型等) 的粗糙结构的超疏水防冰表面。使用“自顶向下”的办法能够控制、获取目标阶层结构, 缺点是实验设备复杂、昂贵, 不适用大面积制作。

1) 光刻法

光刻法原是半导体制造工业中的芯片制造技术, 现已广泛用于微纳米加工制造。通过掩膜设计的图形以及后续的同向、异向刻蚀等, 能够完美的将想要的图形刻蚀在硅片上, 且可以控制图形的刻蚀厚度等。哈佛大学的Lidiya Mishchenko [34]等通过光刻法在硅片上刻蚀出包括柱状、片状、蜂窝状、砖型等四种高度规则的立体图形, 再用化学修饰后使得到性能良好的超疏水界面。同时他们模拟自然结冰环境 (水滴温度为0摄氏度, 基板硅片温度为-10摄氏度) , 在与亲水硅片、疏水硅片、超疏水硅片的防冰对比测试中验证了超疏水界面的硅片相较于前两者更难结冰 (图10) 。

光刻法制作的超疏水表面防冰测试 图中右侧为硅片表面光刻成的四种图案 (柱形、砖形、条形、蜂窝状) 。温度为0℃的水流以0.06 m L/sec的速度从的基片 (倾斜角度为30°, 本体温度为-10℃) 上10cm高处流下, 一段相当长的时间后, 三块硅基片中只有超疏水的硅片未出现结冰。

2) 化学刻蚀法

化学刻蚀发即是用能与基材发生化学反应的化学物质腐蚀基材表面, 通过控制用量、配比、腐蚀时间等来使基材获得粗糙结构。大连理工大学的周艳艳等 [35]通过化学刻蚀法, 在铝基的表面构建了纳米微米混合的粗糙结构经过氟硅烷 (FAS) 修饰, 形成了接触角大于155°的超疏水表面。同时他们将该铝片与未经化学腐蚀的铝片做了防冰霜对比试验, 结果表明, 超疏水铝表面在抑制结霜方面优于普通铝表面 (图11) 。

化学法防冰测试 图为未经处理的铝片 (上) 与已超疏水化的铝片 (下) , 在模仿自然结冰环境下, 前者的冰为块状, 后者为针状, 表明前者冰晶之间更容易相互结晶而成冰块。

此外, 还有如等离子刻蚀法、激光刻蚀法等自顶向下制作超疏水防冰材料的相关方法和技术。

除了“自顶向下”和“自底向上”两种在材料表面内侧或者外侧制作粗糙结构超疏水防冰涂层外, 还有其他的一些防冰材料的探索。典型的如哈佛大学的一家仿生实验室 (The Aizenberg Biomineralization andBiomimetics Lab) , 通过在已制造出粗糙结构的铝片表面注入低表面能的化学物质形成顶层是“光滑”的超滑超疏水界面 (如图12a) [36], 在相应防冰性能测试中, 当环境温度为0℃到-2℃的时候, 出现表面完全不结冰的效果, 温度更低时, 虽然最后也会结冰, 但防冰能力强于纯铝, 且以加热的方式去除已结的冰的话, 除冰比普通铝片更为容易 (图12b) 。

a为低表面能的化学物质注入到含有多孔的粗糙表面中, 形成“超滑”的超疏水表面 (SLIPS) ;b为该表面的防冰、融冰测试, 由于表面对水滴的黏附作用力很小, 与纯铝的比较中, SLIPS-AL展现了更好的抗冰冻能力以及之后更佳的融冰速度和效率。

此外, 观察到自然界极地地区 (如南北极等) 一些动植物存在奇特的抗冻耐寒性能, 科研人员研究发现其体内一般含有能抵御寒冷的抗冻蛋白质 (Antifreezeproteins, AFP) , 该蛋白质能够包覆生长初期的冰晶而阻止其结晶长大成冰块。据此德国一家研发机构 (IFAM) 提出了将该类蛋白质用于防冰涂层制作, 且美国伯克利大学的Aaron P. Esser-Kahn等 [37], 通过实验成功将防冻蛋白质附着在玻璃基片上, 且取得了良好的防冰效果。

超疏水材料已被多次实践证明能够用于防冰材料, 但是因为其中的超疏水于防冰的内在关系和机理尚不明确, 在这方面的争论也非常之多, 如剑桥大学的Kripa K. Varanasi [38]等通过实验认为, 超疏水材料并不能有效防冰, 并提供了他们所制造的超疏水材料在防冰测试中最后所有粗糙结构都结冰的图片 (如图13) 。

a、b、c、d表征在冰冻环境下, 随着时间的增长, 粗糙结构逐渐都结冰

而Michael Nosonovsky [39]等则认为防冰性能和超疏水材料界面的粗糙结构的尺寸以及后退接触角有着巨大的关联, 而且如果尺寸等不合适, 不但不会防冰还会导致冰晶强烈附着在表面造成相反的效果等等。同时, 由于自身的原因, 由于超疏水材料表面一般存在粗糙结构, 该粗糙结构非常容易损坏 [40], 导致疏水性能大幅下降或者失效, 因而如何超疏水性能稳定长久保持、耐用等也是存在的重大问题。

6 结语

根据上文从传统到仿生防冰方法的介绍分析可知, 两种方案的技术或方法各有利弊。

防冰系统 篇8

1 防冰技术的原则

在实际生活中, 很多供电企业都遇到过因冰雪天气给输电线路造成伤害而需要采取防冰措施的情况, 但是从实际效果来看, 并不是十分理想。这主要是因为他们在进行防冰除冰时, 盲目性较大, 没有对相关的防冰技术进行有效的利用。一般情况下, 防冰技术应当遵循因地制宜的原则, 即在充分结合输电线路所在地区具体情况的基础之上, 对冰雪灾害给电网设施所造成的伤害进行全面追踪, 然后据此分析出线路设计覆冰的标准, 同时还需要对历年来的相关数据资料进行整理与统计。最后, 综合考虑多个方面, 制定出一套针对性强且行之有效的防冰除冰措施。

就我国而言, 由于我国地大物博, 每年不同地区都会出现一定的冰雪天气, 这对输电线路造成了不利的影响, 因此我国的防冰除冰工作一直未间断过。根据多年的总结与经验, 我国已经系统化的总结出了五字方针, 分别为“避、抗、溶、改、防”。首先是“避”, 它主要指的是在对线路的路径进行选择时, 应尽量避开一些诸如山口、丫口、风口、湖泊等容易结冰的地形, 从源头减少冰雪对输电线路的侵害;其次是“抗”, 它主要指的是对相关的线路设计标准进行一定程度的提高, 要求其能够有效抵御一定程度的冰负荷, 对线路的安全性与稳定性进行有效保证;接着是“改”, 改主要指的是对那些设计时考虑不全面的线路进行一定程度的整改, 当输电线路受到冰冻灾害之后, 尽量改道避开重冰区;再次是“溶”, 它是指采取某些措施, 使结冰能够在一定的时间内溶掉, 从而减少它对输电线路的伤害;最后是“防”, 主要指的是对新工艺、新材料进行有效的创新, 防止输电线路上附着有大量的冰块。

综上所述, 防冰除冰的主要思路为:通过对各种技术措施进行有效的利用, 促使冰难以覆盖在输电线路之上, 或者即使存在少部分的冰覆盖在输电线路之上, 也能够对总的覆冰荷载进行有效控制, 使其在可承受的范围之内, 避免输电线路受到严重伤害。

2 防冰除冰技术

2.1“避”冰技术

“避”冰技术是在源头上避免冰雪对输电线路造成的伤害, 其主要思想是避开重冰区。因此, 在对线路路径进行选择之前, 需要充分了解线路可能经过地区的地理及天气情况。一般情况下, 要尽量沿着起伏不大的地形走线, 同时, 还需要注意尽量避开横跨垭口、风道以及通过湖泊、水库等较为容易受到冰雪覆盖的地带;如果输电线路要翻越山岭, 则还需要尽量沿着背风或者向阳的一面走线, 应尽量避开大档距、大高差的情况。

2.2“抗”冰技术

对于抗冰技术而言, 其中心思想主要突出一个“抗”字, 主要指的是通过对电网规划设计的质量进行有效的提高, 以此来提高输电线路的抗冰雪侵害能力。具体来说, 需要做好如下两个方面的工作:

(1) 对重冰区线路覆冰设计的厚度标准进行一定程度的提高。在DL/T5092-1999《110-500kV架空送电线路设计技术规程》中, 根据覆冰的厚度对冰区进行了明确的划分, 具体情况见表1所示。

结合相关统计资料, 应当针对重冰区的输电线路, 对覆冰设计厚度的标准进行一定程度的提高。

(2) 对中、重冰区线路的抗冰强度进行一定程度的加固。加固方式有很多, 较为常见的有如下几种:对耐张长度进行一定缩减, 一般情况下, 应将其控制在3km以内;对杆塔地线支架进行加固, 按高于导线覆冰厚度5mm设计其机械强度;对耐磨型线夹进行有效的使用。

2.3“防”冰技术

(1) 有效运用防覆冰导线。一般情况下, 传统输电线路所采用的导线主要为钢芯铝绞线, 这种导线的防覆冰能力较差, 而较之于传统的导线, 新型的防覆冰导线表面较为光滑, 冰雪难以在其表面堆积, 可以在一定程度上对导线表面的覆冰厚度进行减少。目前状况下, 新型的防覆冰导线主要有两种, 分别为Z型导线以及JRLX/T复合芯软铝导线, 前者一般运用于线路非常重要的短距离重冰区;后者则具有耐高温、大容量、低弧垂、低能耗、重量轻、寿命长等显着特点, 在防覆冰能力上, 表现出很大的优越性。

(2) 导地线和绝缘子防覆冰材料。这种方法主要是在导地线或者绝缘子之上涂上一层防覆冰材料, 以此来对冰与设备之间的结合力进行一定程度的减少, 促使冰更容易脱落与除掉。目前状况下, 主要存在着三种方法, 详情见表2:

3 防冰技术措施与应用

(1) 充分结合“避、抗、溶、改、防”的五字方针, 同时基于各地的实际情况, 对相应的输电线路进行一定程度上的防覆冰综合治理。

(2) 在对输电线路覆冰预防的同时, 不仅需要考虑如何最大限度的减小冰雪对于导线的伤害, 同时还应该对覆冰导线的舞动与风偏事故以及导地线不同时脱冰等情况的发生进行综合考虑;

(3) 对于位于重冰区的输电线路, 应对塔材机械的强度进行一定程度地加强, 如果某些地区冰雪灾害较为严重, 应当考虑采用防覆冰导线。

(4) 对于中冰区以及重冰区来说, 可通过对线路绝缘子串的结构形式、布置方式等进行一定程度上的改变, 以此来防止冰雪对于输电线路的伤害。

(5) 开展憎水型防覆冰材料及实施工艺的应用研究。

(6) 采用优化伞型结构的复合绝缘子。由于复合绝缘子表面材料的特殊性, 可以延缓结冰时间;伞型结构优化后, 可以减少覆冰的桥接, 从而提高防冰闪的能力, 同时也可以大幅度提高防污闪的能力。

结语

本文就针对输电线路防冰除冰应遵循的原则及防治策略进行了研究与分析。首先对防冰技术的原则进行了一定程度上的阐述, 然后在此基础之上从“避”冰技术、“防”冰技术以及“抗”冰技术三个方面重点分析了防冰除冰技术, 最后对防冰技术措施与应用进行了总结与归纳。希望我们的研究能够给读者提供参考并带来帮助。

摘要：在电力系统之中, 输电线路有着十分重要的地位与作用, 输电线路运行是否正常将会直接影响到电力供给的可靠性与稳定性。然而, 在目前状况下, 我国的输电线路并不是“百毒不侵”, 它会受到很多因素的制约与威胁, 从造成原因上, 主要分为人为因素与自然因素两大类。在自然因素当中, 又以冰雪天气为最。作为供电企业而言, 他们应当采取积极有效的措施, 排除冰雪天气对输电线路的危害, 从而对供电的稳定性与可靠性进行一定程度的保证。本文就针对输电线路防冰除冰应遵循的原则及防治策略进行研究与分析。

关键词：输电线路,防冰除冰,原则,防治策略

参考文献

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