發(fā)布時間：2021-01-10 23:42

　　飛機穿云飛行時過冷水滴會在其表面結冰積聚,破壞飛機氣動外形并影響發(fā)動機等設備正常工作,據(jù)統(tǒng)計顯示,從1991年起因氣候原因導致的飛行事故有596起,而其中因飛機結冰占比34.7%,是飛行安全的重大隱患。近年來飛機上多種新型材料的應用,以及防冰表面材料研究的興起,使得結冰研究中表面材料的影響因素成為研究焦點。然而目前飛機結冰模型主要基于自由冰枝的生長規(guī)律,無法解釋過冷水在壁面附近的結冰規(guī)律以及材料對結冰的影響,壁面影響冰枝生長的規(guī)律亟待研究。因此本文針對壁面影響冰枝生長的機理問題,在現(xiàn)有自由結冰與壁面理論基礎上,通過設計典型實驗研究近壁面冰枝生長過程,觀察冰枝在壁面上的生長過程,重點研究過冷度、壁面親水性及冰枝方向對冰枝生長速度和形貌的影響,最終通過結冰理論分析研究了壁面親水性與初始冰面-壁面夾角對冰枝生長的影響機制,結果顯示:1、得到壁面冰枝生長現(xiàn)象:壁面冰形狀與尺度與自由冰相似,但是壁面材質、表面接觸角、結冰過冷度和初始冰面-壁面夾角都會極大地影響冰枝壁面生長。其中,（1）冰生長速度和壁面親水性成反比。在-2℃左右親水表面上的冰枝生長速率最小,而此溫度以上壁面親水性無影響。疏水表面冰... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

飛機結冰導致的空難事件Figure1-1Aplanecrashcausedbyaircrafticing[12]

液滴在固壁上的兩種浸潤狀態(tài)圖（a）Cassie狀態(tài)圖（b）Wenzel狀態(tài)圖

發(fā)現(xiàn)其表面微結構可以使水滑落而不附著。以此類研究為面微結構令水滴能夠保持 Cassie 狀態(tài)，使得水滴的接觸角很大。 2-1 所示，研究者認為當液滴浸潤到固體表面結構中時（Wenz角比較小，其液滴不太容易滾落。而液滴懸浮于表面結構之上e 狀態(tài)），其就能夠獲得比較大的接觸角。而當其接觸角大于 150水表面（圖 1-3）。研究發(fā)現(xiàn)只有當壁面微結構尺度在 10 微米以果。圖 1-2 液滴在固壁上的兩種浸潤狀態(tài)圖 （a）Cassie 狀態(tài)圖（b）Wenzel Figure 1-2 Two states of drops on the substrates （a）Cassie state（b）Wenz


本文編號：2969633