输电导线覆冰生长及影响因素数值分析模型.pdf

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1、第49卷第7期西安交通大学学报Vo1．49NO．72015年7月JOURNALOFXI’ANJIAOTONGUNIVERSITYJu1．2015DOI：10．7652／xjtuxb2O15O7O2O输电导线覆冰生长及影响因素数值分析模型朱永灿，黄新波2贾建援，田毅，林淑凡(1．西安电子科技大学机电学院，710071，西安；2．西安工程大学电子信息学院，710048，西安)摘要：针对现有输电线路覆冰生长模型仅注重覆冰生长量、难于准确预测覆冰形貌的问题，建立了输电导线局部冰层增长计算模型。采用空气动力学方程求解覆冰导线周围气流场参数、覆冰表面对流换热系数，进而采用欧拉二相流模型计

2、算覆冰导线表面过冷却液滴碰撞系数；建立包含液滴碰撞、溢流、蒸发、升华等因素的质量平衡方程，基于此方程推导出计算对象热量平衡方程，并采用多级假设、一维搜索求解方程中多个未知量，得出各单元的冻结系数和覆冰质量。算例表明：局部碰撞系数及碰撞区域随风速的提高快速增大，覆冰量相应增大；而环境温度及导线电流的增加使得溢流水出现，覆冰类型由雾凇向雨凇过渡；模型所得覆冰形貌和覆冰量与已有实验结果基本相符，计算结果满足电力系统工程需要。关键词：输电线路；覆冰；数值模型；两相流模型；质量平衡中图分类号：TM74文献标志码：A文章编号：0253—987X(2015)07-0120-06Numeri

3、calSimulationforIcingandInfluenceonTransmissionLineZHUYongcan，HUANGXinbo”，JIAJianyuan，TIANYi，LINShufan(1．SchoolofElectro-MechanlcalEngineering，XidianUniversity，Xi’an7i0071，China；2．SchoolofElectronicsandInformation，Xi’anPolytechnicUniversity，Xi’an710048，China)Abstract：Theexistingtransmission

4、lineicegrowthmodelsonlyfocusontheicemass，itisdifficultforthemtopredicticemorphologyaccurately．Acomputationalmodelforlocaliceaccretionontransmission1inesisestablishedinthisstudy．Airdynamicsequationisconsideredtosolveparametersoftheflowfieldaroundconductor，thenEuleriantwo—phasemodeliSchosento

5、caleulatedropletcollisioncoefficientonthesurfaceofieedconductor．Massbalanceequation，includingtheparametersofdropletcollision，waterrunhack，evaporationandsublimation，isestablished，thenicingheatbalanceequationisconstructed．A1lunknownvariablesinthemodelareacquiredbyone-dimensionalsearchundermul

6、tiplehypothesis，andthefreezecoefficientandicemassofeachunitareobtained．Eventually，thecasesshowthatthelocaldropletcollisioncoefficientandcollisionareaincreasewithwindspeed；risingtemperatureandconductorcurrentlcadstothewaterrunbacktotransformrimeicetypetoglazeicetype．Theobtainedicingmorpholog

7、yandweightcoincidewellwiththeexistingexperimentalresults．Keywords：transmissionline；icing；numericalmodel；two—phaseflowmodel；massbalance覆冰作为一种特殊的气象现象，给世界各地的架国都曾遭受灾难性的覆冰事故，其中挪威1961年覆空线路安全运行造成严重影响，加拿大、挪威以及我冰事故中椭圆形覆冰的最大截面直径达到了1．4m，收稿日期：2014—10—21。作者简介：朱永灿(198