Investigación Experimental sobre la Fuerza de Adhesión en la Interfaz Hielo-Aluminio bajo Condiciones de Calentamiento
Autores: Wang, Yusong; Zhu, Chengxiang; Xiong, Ke; Zhu, Chunling
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación Experimental sobre la Fuerza de Adhesión en la Interfaz Hielo-Aluminio bajo Condiciones de Calentamiento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Hielo
Fuerza de adhesión
Temperaturas de calentamiento
Sustratos
Sistemas anti-hielo/deshielo
Consumo de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La acumulación de hielo en los perfiles aerodinámicos y motores pone en grave peligro la seguridad del vuelo. El diseño de sistemas de anti-icing/de-icing requiere una medición precisa de la fuerza de adhesión entre el hielo y los sustratos. En esta investigación, se diseña y construye un banco de pruebas para la medición de la fuerza de adhesión. Su fiabilidad y precisión se verifican mediante la calibración. La fuerza de adhesión se mide primero a diferentes velocidades de carga y tiempos de congelación, y se determinan los valores más adecuados en función de los resultados. Luego, se investiga la variación de la fuerza de adhesión con las temperaturas de calentamiento a diferentes temperaturas iniciales del sustrato y diferentes potencias de calentamiento. Se define el parámetro AW para evaluar la potencia de calentamiento desde el punto de vista del consumo de energía y la fuerza de adhesión. Como resultado, se determina que la velocidad de carga y el tiempo de congelación son de 0.5 mm/s y 90 min, respectivamente. La fuerza de adhesión se degrada a medida que aumenta la temperatura de calentamiento. A medida que la temperatura inicial disminuye, la fuerza de adhesión disminuye más lentamente. Además, la temperatura de WAS (Estado de Adhesión Débil) bajo calentamiento varía con la temperatura inicial. Calentar con una alta potencia producirá una mayor reducción en la fuerza de adhesión para el mismo aumento de temperatura. Los valores de AW ilustran que un calentamiento de potencia media es más favorable para reducir la fuerza de adhesión con un bajo consumo de energía.
Descripción
La acumulación de hielo en los perfiles aerodinámicos y motores pone en grave peligro la seguridad del vuelo. El diseño de sistemas de anti-icing/de-icing requiere una medición precisa de la fuerza de adhesión entre el hielo y los sustratos. En esta investigación, se diseña y construye un banco de pruebas para la medición de la fuerza de adhesión. Su fiabilidad y precisión se verifican mediante la calibración. La fuerza de adhesión se mide primero a diferentes velocidades de carga y tiempos de congelación, y se determinan los valores más adecuados en función de los resultados. Luego, se investiga la variación de la fuerza de adhesión con las temperaturas de calentamiento a diferentes temperaturas iniciales del sustrato y diferentes potencias de calentamiento. Se define el parámetro AW para evaluar la potencia de calentamiento desde el punto de vista del consumo de energía y la fuerza de adhesión. Como resultado, se determina que la velocidad de carga y el tiempo de congelación son de 0.5 mm/s y 90 min, respectivamente. La fuerza de adhesión se degrada a medida que aumenta la temperatura de calentamiento. A medida que la temperatura inicial disminuye, la fuerza de adhesión disminuye más lentamente. Además, la temperatura de WAS (Estado de Adhesión Débil) bajo calentamiento varía con la temperatura inicial. Calentar con una alta potencia producirá una mayor reducción en la fuerza de adhesión para el mismo aumento de temperatura. Los valores de AW ilustran que un calentamiento de potencia media es más favorable para reducir la fuerza de adhesión con un bajo consumo de energía.