小試樣覆冰試驗系統對涂層的防冰試驗,可以篩選出防冰性能優異的涂料。例如飛機的疏水涂層表面防冰,疏水涂層通過降低表面結冰和壁面之間的粘附力,從而降低結冰的產生、減少除冰所需的能耗。所以,研究結冰氣象條件下超疏水表面對結冰特性的影響規律,這對于節約飛機燃油消耗和保障飛行安全均有著現實的意義。
涂層的防冰試驗研究:
試驗設備:環儀儀器 小試樣覆冰試驗系統
試樣:實驗模型為圓柱,材料為鋁合金。模型直徑為Ф30mm,長200mm,兩端連接頭直徑為10mm,長10mm
試驗條件:
實驗風速30m/s,結冰環境溫度約-10℃,結冰時間5min,平均水滴直徑40um,液態水含量約0.7g/m3。每種涂層的結冰實驗重復3次,共計12次結冰風洞實驗。
實驗前,對結冰風洞進行流場校測,主要是實驗段氣流速度和溫度。對噴霧系統進行調試,主要是調節實驗所需要的水壓、氣壓和溫度。對實驗模型進行量化參數的防冰效果評估方法。
試驗方法:
①開啟小試樣覆冰試驗系統和制冷系統,建立并穩定所需要的流場(如來流速度、溫度等);
②使試樣表面溫度和流場環境溫度達到平衡;
③調節所需要的結冰云霧參數(如液態水含量和水滴平均直徑等),開啟噴霧裝置;
④允許結冰到規定時間(如5min);
⑤關閉噴霧裝置;
⑥拍攝和測繪結冰外形;
⑦清理模型表面剩余的冰渣和水膜,重復①進行下一次實驗。
實驗數據:如下表1
不同涂層表面結冰比較:
試驗結論:
高分子復合材料的疏水涂層具有一定的防冰效果,但是都無法完全杜絕材料表面的結冰現象,必須對其配方和形成機理進行更深入的研究,才可能獲得更好的防冰效果。
如需了解更多小試樣覆冰試驗系統的試驗研究,可以咨詢環儀儀器相關技術人員。