Характеристики движения капель жидкого противогололедного реагента

Цель статьи – формирование комплексной математической модели, описывающей движение капель жидкого реагента при обработке покрытий. Объект исследования – процесс распыления противогололедного реагента. В качестве предмета исследований выбраны внешние силы, воздействующие на каждую, отдельно рассматриваемую, каплю реагента: силы сопротивления среды, сила тяжести, кориолисова и центробежная силы инерции, подъёмная сила, силы трения реагента о поверхность рабочего оборудования: диска и лопаток. Предполагается, что жидкий реагент подаётся под давлением к гидравлическим форсункам, установленным в кожухе диска, а затем попадает на распределительный диск. Задачи, решаемые в рамках статьи: выявление внешних сил, действующих на каждую каплю реагента с момента истечения из форсунки до момента достижения ею покрытия, изучение влияния внешних сил на характеристики движения капель, математическое описание процесса формирования зоны распыления. Для уточнения характеристик движения капель под действием внешних сил с использованием уже имеющегося математического описания движения капель по распределительному диску разработана математическая модель их движения в воздушной среде. Получены уравнения движения капель реагента, выявлены зависимости дальности полета капель от режима (частота вращения диска и давление подачи реагента) и параметров рабочего оборудования (диаметр распределительного диска, радиус его ступицы, наклон лопаток (ребер) диска и его высота над поверхностью покрытия, высота расположения форсунок относительно плоскости диска). При моделировании учтены метеорологические факторы, такие как скорость и направление ветра, а также свойства воздушной среды (динамическая и кинематическая вязкость, зависящие от температуры среды). Данная модель предоставит возможность обоснованно назначать параметры распределительного оборудования при их конструировании и эксплуатации, а также будет являться базой для математического и программного обеспечения системы непрерывного контроля над процессом нанесения жидких реагентов на дорожные и аэродромные покрытия. Её функционирование позволит обеспечить качественную обработку покрытий, обеспечивая при этом сохранение их эксплуатационных свойств и экономию реагента.