ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ПРОТИВОГОЛОЛЕДНОЙ ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2025-139-4-45-56Ключевые слова:
противообледенительная жидкость, вязкость, вискозиметр, аэродинамика, ламинарное и турбулентное течениеАннотация
Целью данной статьи является комплексное исследование физических свойств противообледенительных жидкостей (ПОЖ), а также экспериментальная разработка усовершенствованного состава с повышенной эффективностью. В исследовании рассматриваются наиболее распространённые типы ПОЖ – I и IV, различающиеся вязкостью, плотностью и условиями применения. В частности, жидкости типа I используются для удаления ранее образовавшегося льда и снега горячими растворами, а жидкости типа IV – для создания устойчивой защитной плёнки на поверхности самолёта, предотвращающей образование льда во время и в начале полёта. Работа включала лабораторные измерения таких основных физических параметров, как плотность, кинематическая и динамическая вязкость, минимальная температура кристаллизации. Для определения плотности использовались лабораторные весы и мерный цилиндр с точной объёмной дозой. Измерения вязкости проводились с помощью капиллярного вискозиметра ОС-4, а температура кристаллизации – с помощью рефрактометра MEGEON 72012, способного регистрировать изменения интенсивности света при различных концентрациях гликолевых растворов. Результаты показали, что жидкости типа IV характеризуются высокой плотностью и вязкостью, что способствует длительному удержанию состава на поверхности и, соответственно, длительной защите от обледенения. Температура кристаллизации для этих групп жидкостей достигает -72 °C, что делает их пригодными для эксплуатации в суровых климатических условиях. Кроме того, жидкости типа I обладают низкой вязкостью и небольшой плотностью, что делает их пригодными для предполетной обработки поверхности, но требуют быстрого нанесения и короткого времени до полета. В результате проведенных исследований сделаны выводы о необходимости комплексного подхода к разработке новых противообледенительных составов, включающего изучение не только их химического состава, но и глубокий анализ физических свойств. На основании полученных данных предложены направления дальнейшей оптимизации жидкостей с учетом новых материалов, применяемых в конструкциях самолетов, в том числе композитов с низкой теплопроводностью.
Библиографические ссылки
[1] Saba Goharshenas Moghadam, Gelareh Momen, Reza Jafari. Ice Reactive Coatings: Assessing the Effect of Hydrogen Bond Donors on the De-icing Performance of Deep Eutectic Solvents/Ionic Liquids // Progress in Organic Coatings. – Vol. 151. – 2021. – Article 106052. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.106052.
[2] Viktor Grigorievich Grishaev et al. Efficiency of anti-icing fluid on substrates with different thermal conductivity and roughness // Cold Regions Science and Technology. – Vol. 180. – 2020. – Article 103159. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2020.103159.
[3] Y. Wang et al. Water/glycol based anti-icing fluids thickened with poly(acrylic acid) and poly(vinylpyrrolidone) // Journal of Applied Polymer Science. – Vol. 137. – No. 12. – 2020. – Article 48532. https://doi.org/10.1002/app.48532.
[4] Linfeng Zhao et al. Solid-liquid-ice interfaces for anti-icing materials // Advanced Materials Interfaces. – Vol. 8. – No. 1. – 2021. – Article 2001282. https://doi.org/10.1002/admi.202001282.
[5] Wenfeng Qin et al. Multifunctional MXENE/CNT based laminated film for ice detection, ice prevention and ice removal // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. – Vol. 134. – 2020. – Article 105916. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2020.105916.
[6] Wei Jia et al. Numerical and experimental study of icing of a rotating vane by supercooled large drops // Aerospace Science and Technology. – Vol. 108. – 2021. – Article 106392. https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.106392.
[7] Haifeng Qi et al. Numerical studies of icing characteristics of aircraft engines under mixed phase conditions // Applied Thermal Engineering. – Vol. 183. – 2021. – Article 116119. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.116119.
[8] Y. Zhao et al. Review of modern literature on icing phenomena: mechanisms of transfer, their modulations and control // Surface and Coatings Technology. – Vol. 394. – 2020. – Article 125888. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125888.
[9] Reza Attarzadeh, Ali Dolatabadi. Ice-repellent properties of superhydrophobic coatings: numerical analysis // International Journal of Heat and Mass Transfer. – Vol. 162. – 2020. – Article 120357. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120357.
[10] Melody J. W. et al. Definition of parameters for detection and characterization of aircraft icing in flight // Aerospace Science and Technology. – Vol. 106. – 2020. – Article 106174. https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.106174.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2025 Гүлнұр Нысанбаева , Айдос Молдабеков, Дархан Серік
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
