Устройство для определения интенсивности обледенения и толщины отложения льда

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Национальный аэрокосмический университет

им. Н.Е. Жуковского “ХАИ”

Кафедра 303

Пояснительная записка к домашнему заданию

по дисциплине„Методы  измерений”

 на тему: “ Устройство для определения интенсивности обледенения и толщины отложения льда”.

                                                                               Выполнила: студентка 348 гр.

                                                                               Борзенкова А.В.                 

                                                                               “       ”                  2009 г.                                        

                                                                               Проверил:

                                                                                         к.т.н., доц. Черепащук Г.А.

                                                                               “          ”                                                                                             2009 г.

2009 г.

РЕФЕРАТ

Расчетно-пояснительная записка содержит 32 страницы, 7 рисунков, 2 таблицы, список использованных источников из 4 наименований.   

В данном курсовом проекте представлены различные методы измерения интенсивности обледенения и толщины отложения льда. Проведены анализ и выбор оптимального метода измерения толщины отложения льда и вида противообледенительных систем, составлено техническое задание, приведена  структурная схема измерительного устройства, реализующего выбранный метод и выбрано серийное СИ. Разработана схема метрологических испытаний и выбрано образцовое СИТ.

Ключевые слова: ОБЛЕДЕНЕНИЕ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, ТЕРМОРЕЗИСТОР, УСИЛИТЕЛЬ, ДАТЧИК.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение................................................................................ 4

1 Анализ существующих методов и принципов для измерения обледенения.................................................................................. 5

1.1 Классификация противообледенительных систем...... 5

1.2 Механические противообледенители........................... 6

1.2.1 Пневматические противообледенители................ 7

1.2.2 Вибрационные противообледенители.................. 8

1.2.3 Гидрофобные покрытия......................................... 9

1.3 Противообледенители, основанные на физико-химических способах................................................................. 11

1.3.1 Растворимые противообледенительные покрытия...................................................................................................... 12

1.3.2 Жидкостные противообледенители.................... 12

1.4 Тепловые противообледенители................................. 14

1.4.1 Воздушно-тепловые противообледенители постоянного действия................................................................ 16

1.4.2 Электротепловые противообледенители постоянного действия................................................................ 19

1.4.3 Электротепловые противообледенители циклического действия.............................................................. 21

2 Выбор критериев сравнения методов измерения обледенения................................................................................ 22

3 Анализ и выбор оптимального метода измерения обледенения................................................................................ 23

4 Составление технического задания....................................... 24

5 Разработка структурной схемы устройства и выбор серийного СИТ, имеющего аналогичную структуру............. 28

Заключение................................................................................. 31

Список использованных источников....................................... 32

ВВЕДЕНИЕ

Для современного авиационного транспорта задача сведения к минимуму влияния метеорологических условий на регулярность полетов является весьма актуальной. В ее решении одно из основных мест занимает защита самолетов и вертолетов от обледенения.

Опасность обледенения заключается в ухудшении аэродинами­ческих характеристик и летных качеств самолета, снижении не­сущих свойств крыла, увеличении лобового сопротивления, в ухуд­шении устойчивости и управляемости. Помимо этого, обледенение может вызывать отказ ряда важнейших агрегатов и приборов и нарушить работу двигателей.

Несмотря на кажущуюся специфичность и узость проблемы об­леденения, она включает в себя большое количество разнообразных вопросов из области физики, метеорологии, аэродинамики, термоди­намики, конструирования и эксплуатации самолетов. Проблема обледенения очень важна. Чтобы определить насколько опасно обледенение, необходимо знать интенсивность нарастания льда. Интенсивность обледенения - масса или толщина льда, отлагающегося за единицу времени на единице площади обледеневающей поверхности. По интенсивности обледенение делится на слабое, умеренное и сильное.

В настоящее время наиболее эффективными являются тепло­вые способы защиты летательных аппаратов от обледенения. Они требуют затраты весьма значительной мощности, отбор которой от двигателей во многих случаях заметно сказывается на летных качествах летательного аппарата. Поэтому создание достаточно эффективных и в то же время экономичных систем защиты во многом зависит от того, насколько правильно выбраны их кон­структивные и тепловые параметры.

Задачей данной работы является повышение точности определения интенсивности обледенения поверхностей, находящихся в воздушном потоке, а также повышение надежности работы устройства.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И ПРИНЦИПОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ

1.1  Классификация противообледенительных систем

В зависимости от способа, который положен в основу прин­ципа действия, все противообледенительные системы можно под­разделить на:

- механические;

- физико-химические;

- тепловые.

Защита может осуществляться либо путем предотвращения обледенения поверхности, либо путем периодического удаления образующегося льда.

Механические способы основаны только на удалении льда с по­мощью какого-либо механического воздействия (деформации или вибраций поверхности, аэродинамических, центробежных или дру­гих внешних сил).

Физико-химические способы основаны на использовании жид­костей или составов, растворяющих лед и понижающих точку за­мерзания воды, т. е. они в принципе могут быть использованы и для предотвращения, и для удаления льда. Удаление льда может происходить или путем его полного растворения, или растворе­ния лишь тонкого слоя, соприкасающегося с поверхностью, после чего ледяной нарост сбрасывается внешними силами.

Тепловые способы основаны либо на постоянном нагреве за­щищаемой поверхности до положительной температуры, при ко­торой образование льда становится невозможным (предотвращение обледенения), либо на периодическом подплавлении льда, сбрасы­ваемого затем внешними силами (удаление льда).