ГОСТ Р ИСО 12494-2016
Приложение С
(справочное)
Теоретическое моделирование гололеда
С.1 Основные положения
Источником природного гололеда, который образуется на конструкциях, могут быть облачные капельки,
дождевые капли, снег или водяной пар. В рамках данной классификации термин «облачные капельки» включает в
себя капельки в облаках (см. (15J), показывая, что конденсация водяных паров (иней) является обычно ничтожной по
сравнению с типичным обледенением, которое происходит в результате столкновения капель жидкой воды и частиц
снега.
Таким образом, существенные гололедные нагрузки образуются за счет столкновения частиц в воздухе с
объектом. Данные частицы могут быть жидкими (обычно переохлажденными), твердыми или в вцде смеси воды и
снега. В любом случае интенсивность обледенения на единицу площади объекта зависит от плотности потока
данных частиц. Плотность потока
F
— произведение массовой концентрации частиц w и скорости
v
частиц отно
сительно объекта, соответственно, интенсивность обледенения выводится из уравнения
2
3
dm/dt = т1)т1 т1 и’Ли,(С.
1
)
1
2
где
А
— площадь поперечного сечения объекта (относительно направления вектора скорости частицы
v
):
г), — эффективность столкновения;
т\2
— эффективность прилипания;
т|3— эффективность нарастания.
Поправочные коэффициенты П .Ч и q3. представляют собой разные процессы, которые могут уменьшить
dm!dt
по сравнению с максимальным значением iv
A
v. Данные поправочные коэффициенты могут изменяться от
Одо 1.
Коэффициент ц представляет собой эффективность столкновения частиц, т.в. отношение плотности потока
частиц, сталкивающихся с обьектом. к максимальной плотности потока. Эффективность столкновения q, меньше
единицы, так как небольшие частицы стремятся следовать за воздушными потоками и могут отклоняться от своей
траектории в направлении объекта, как показано на рисунке С.1.
Г — большие м или; 2 — малые капли; 3 — воздух
Рисунок С.1 — Траектории капель в воздушном потоке вокруг цилиндрического объекта
Коэффициент т|2 представляет собой эффективность сбора частиц, которые сталкиваются с обьектом. т. е.
Пг — отношение плотности потока частиц, которые прилипают кобъекту, к плотности частиц, которые сталкивают
ся с объектом. Эффективность прилипания т|2 выведена из единицы, когда частицы отскакивают от
поверхности. Частицы считаются прилипшими, когда они остаются на поверхности постоянно или их нахождение
на поверхности длится достаточно долго для воздействия на интенсивность обледенения, например за счет
теплообмена с по верхностью.
Коэффициент п3представляет собой эффективность обледенения, т. е. q3— отношение скорости обледе
нения к плотности потока частиц, которые прилипают к поверхности. Интенсивность обледенения Пз выводят из
единицы, когда небольшой тепловой поток от отложений гололеда не может вызвать замерзания всех прилипших
частиц и их внедрения вслой обледенения. В таком случае часть массового потока частиц теряется с поверхности
воды посредством стока. Такая ситуация схематично показана на рисунке С.З.
В ситуации, показанной на рисунке С.З (q3 < 1), на поверхности отложения находится жидкий слой,
а замерзание происходит под ним. Это явление называют «влажным приростом», а образующийся лед —
33