ГОСТ Р ИСО 12494-2016
j
где
v
— скорость ветра, м/с; когда
v<
1 м/с. п2= 1.
Влажность и температура воздуха также влияют на
ti
2.
но
на данный момент не имеетсядостаточно данных,
чтобы принять их во внимание. При этом, однако, следует отметить, что
t
2> 0 только в том случае, если частицы
снега являются мокрыми; для снега п2=0. если температура по влажному термометру ниже 0 ‘С [20].
С.2.4 Интенсивность гололедообразования
При сухом обледенении замерзают все сталкивающиеся капли воды и эффективность обледенения т)3=
1
(см. рисунок С.2). В условиях влажного обледенения скорость замерзания зависит от скорости, с которой латент
ная теплота в процессе замерзания может отводиться от поверхности замерзания. При этом часть воды, которая
не может замерзнуть в ходе ограниченного теплообмена, стекает под воздействием сипы тяжести или сопротивле
ния воздуха (см. рисунок С.З).
Для влажного нарастания гололеда тепловой баланс на поверхности обледенения можно представить сле
дующим образом:
Qf +QV=QC+ Qe+ Q, + Qs(С.7)
где Of — латентная теплота, освобождающаяся во время замерзания;
Qv— аэродинамическое нагревание воздуха;
Ос— утечки контактного тепла в воздух;
Qe— утечки тепла под воздействием испарения;
0| — отток (приток) тепла при нагревании (охлаждении) сталкивающейся воды до температуры замерзания;
Qs— потери тепла на излучение.
Члены уравнения теплового баланса (С.7) могут быть параметризованы с помощью метеорологических и
конструктивных переменных.
Тепло, высвобожденное при замерзании, передается с поверхности раздела лед—вода через жидкую воду
в воздух; соответственно, через жидкую пленку образуется отрицательный градиент температуры. Данный тип
переохлаждения способствует морфологии дендритной кристаллизации, в результате чего определенная часть
воды остается внутри ледяной матрицы. Так как незамерзшая вода может оказаться захваченной без выделения
латентного тепла, переменная 0( в уравнении (С.7) равна
0,= (1-Х)ПзЯЦ,(С.8)
где А— жидкая фракция нарастания гололеда;
F
— плотность потока воды к поверхности (Я = п, rj2
w
и).
Для определения жидкой фракции Апредпринимались теоретические [18] и экспериментальные [7] попытки.
В данных исследованиях предполагается, что X. скорее всего, не зависит от условий нарастания льда и что
X= 0,26 — приемлемая первая аппроксимация.
Кинетическое нагревание воздуха Qvvявляется относительно малой величиной, но так как оно легхо пара
метризуется с помощью
Q„ =Лп^/(2Ср)(С.9)
то. как правило, включается в тепловой баланс. Кинетическое нагревание капель представляется несу
щественным и в расчет не принимается. В данном случае
h
— коэффициент конвективного теплообмена.
г
—
коэффициент восстановления для теплоты внутреннего трения (г= 0.79 для цилиндра),
v
— скорость ветра, а
Ср— удельная теплота воздуха.
Конвективный теплообмен можно представить следующим образом;
Ос=^ - 1 а).
(С.10)
где /5— температура поверхности обледенения (fs= 0 *С при влажном нарастании гололеда), а
ta
— температура воздуха.
Испарительная теплопередача параметризуется как
Ов=/*1е(е ,-е аУ(СрР)(С.11)
где
е
— коэффициент молекулярной массы сухого воздуха и водяного пара (г = 0,622);
Le
— латентное тепло испарения;
е5— давление насыщенного водяного пара на поверхности нарастания гололеда;
еа— давление окружающего пара в воздушном потоке;
р
—давление воздуха.
В данном случае es— постоянная (еа= 617Па), а еа— функция температуры и относительной влажности
окружающего воздуха. Обычно считают, что относительная влажность в облаке составляет 100 %.
Величина Q,— результат температурной разности между сталкивающимися капельками и поверхностью об
леденевающего объекта.
где С.л,— удельная теплота воды;
fd— температуры капелек при столкновении.
о,=ясЛ -д.
(С.12)
36