完整版融冰項(xiàng)目相關(guān)參數(shù)計(jì)算方案

1、融冰工程相關(guān)參數(shù)計(jì)算方案1.概述本方案用丁計(jì)算融冰工程相關(guān)參數(shù), 以便指導(dǎo)融冰裝置相關(guān)部件的選型與設(shè) 計(jì),參數(shù)包括融冰電流、最小融冰電流、最大融冰電流、融冰時(shí)間、融冰容量等. 這些參數(shù)的計(jì)算公式來源相關(guān)研究領(lǐng)域的論文,已在參考文獻(xiàn)中標(biāo)明.2.融冰電流Imel的計(jì)算融冰電流的計(jì)算是在初步確定融冰時(shí)間與覆冰狀態(tài)的情況下,估算所需的融冰電流,以指導(dǎo)融冰裝置的運(yùn)行.融冰時(shí)間的計(jì)算公式如下：I mel：T0.045g0D2(tr 10g°db0:Rto RtiRto RtiRt0Rti +0.22當(dāng) ln d JiT)/RgtrRt0lnS273'RT1T d D b導(dǎo)體溫度與外界氣溫

2、之差,單位為導(dǎo)線直徑,單位為冰筒直徑,單位為覆冰厚度,單位為導(dǎo)熱系數(shù),單位為cm.cm.Cocm.W/(C - cm), 一 股取 0.0227.go冰的比重,一般取0.9.R0導(dǎo)線在0C時(shí)的電阻率,單位為 Q/m.tr融冰時(shí)間,單位為s.-2/30.09D 0.22 0.73(vD)其中,相關(guān)參數(shù)如下:Imel融冰電流,單位為A.風(fēng)速,單位為m/soRT0等效冰層傳導(dǎo)熱阻,單位為 C cm/Wo3.最小融冰電流(I min)的計(jì)算最小融冰電流乂稱臨界融冰電流,是臨界融冰狀態(tài)下的電流.只有融冰電流 大丁臨界電流時(shí),覆冰才能夠開始融化.最小融冰電流的計(jì)算對融冰裝置的設(shè)計(jì) 的具有重要指導(dǎo)意義.最小

3、融冰電流的計(jì)算公式,如下：I min Ro =4.05503055 *10'(D 2d)(Te - 273)33 0.2516.38945788+te)/2 + 273 -0.068334695CR：(ti -te)(ti te)(D+2d) 1I(ti e)40<Re <4000,C= 0.683, n = 0.466Re =75174.4186 (D +2d)va4000 玄尺 < 40000,C = 0.193, n = 0.618(5)40000 - Re M 400000, C = 0.0266, n = 0.805；其中,相關(guān)參數(shù)如下：I min最小融冰電

4、流,單位為A.D導(dǎo)線直徑,單位為m.d 覆冰厚度,單位為m.Te環(huán)境溫度,單位為 C.Ti導(dǎo)線外表溫度,單位為C,通常取 0C.Va風(fēng)速,單位為m/so4.保線電流(Ib)的計(jì)算保線電流是指導(dǎo)線溫度在冰點(diǎn)以上使導(dǎo)線不覆冰所需的最小電流.保線電流的計(jì)算公式,如下：Ib= 0.143、d 0.82(vD)3/4 T/R(6)其中,相關(guān)參數(shù)如下：I b保線電流,單位為AoT導(dǎo)線溫度與外界溫度的差,單位為 C, 一般取5 C.R.導(dǎo)線在0C時(shí)的電阻率,單位為 Q/m.W d輻射系數(shù),鋁導(dǎo)線通常取0.11,銅導(dǎo)線取0.6,鐵導(dǎo)線取0.25.v 風(fēng)速,單位為m/s.D 導(dǎo)線直徑,單位為 cm.5.最大融冰

5、電流(I max)的計(jì)算最大融冰電流也稱極限融冰電流,是在特定環(huán)境溫度下導(dǎo)線最高允許溫度按70C考慮所允許的短期(最長幾個(gè)小時(shí))電流.最大融冰電流的計(jì)算公式,如下：318 0.5T2vD 3/4Imax = ,7.24(2)' d 0.7() (90-T2)/R90(7)10002其中,相關(guān)參數(shù)如下：Imax最大融冰電流,單位為 A.T2環(huán)境溫度,單位為 C.Z d 輻射系數(shù),鋁導(dǎo)線通常取0.11,銅導(dǎo)線取0.6,鐵導(dǎo)線取0.25.R90導(dǎo)線在90C時(shí)的電阻率,單位為 Q/m.v 風(fēng)速,單位為m/s.D 導(dǎo)線直徑,單位為 cm.6.融冰時(shí)間(tr)的計(jì)算融冰時(shí)間的計(jì)算是在初步確定融冰電

6、流與覆冰狀態(tài)的情況下,估算所需的融冰時(shí)間,以指導(dǎo)融冰裝置的運(yùn)行.根據(jù)公式(1),可以計(jì)算出融冰時(shí)間,如下：2 0.045g0D2 tr 叩0g°dbRT0 RT1, Rt0 Rti+0.22T ln d J組/(京-點(diǎn))(8)其中,相關(guān)參數(shù)如下:Imel融冰電流,單位為AoT d D bg0導(dǎo)體溫度與外界氣溫之差,單位為 C導(dǎo)線直徑,單位為冰筒直徑,單位為覆冰厚度,單位為導(dǎo)熱系數(shù),單位為冰的比重,一般取cm.cm.cm.W/(C - cm), 一 股取 0.0227.0.9.tr融冰時(shí)間,單位為s.v 風(fēng)速,單位為m/s.Rt0等效冰層傳導(dǎo)熱阻,單位為 C cm/WoRti對流及輻射

7、等效熱阻,單位為 C cm/Wo7. 融冰容量(Qmel的計(jì)算融冰容量是確定融冰電流的情況下,根據(jù)導(dǎo)線狀況估算融冰裝置的輸出功率.其中,融冰電流確實(shí)定參照融冰電流計(jì)算局部.融冰容量主要考慮用丁融冰的無功輸出,忽略了設(shè)備運(yùn)行、輻射損耗等造成的容量輸出.融冰容量的計(jì)算公式如下：Qmel = 1 mel Re L(9)其中,相關(guān)參數(shù)如下：Qmel融冰容量,單位為W.Imel融冰電流,單位為 A.Re導(dǎo)線在0C時(shí)的電阻率,單位為 Q /m.L導(dǎo)線長度,單位為m.8. 計(jì)算實(shí)例在初步設(shè)定環(huán)境因素的情況下,上述公式的計(jì)算結(jié)果如下所示.風(fēng)速8m/s,外界溫度一8C,融冰時(shí)間為1小時(shí)線型0度電阻率(Q /km

8、)導(dǎo)線直徑(cm)覆冰厚度(cm)冰面溫度(C)最小電流(A)保線電流(A)最大電流(A)融冰電流(A)LGJ- 950.28581.3681-3337.9917294.268778.7176383.696LGJ- 700.39191.141-3282.3529234.7441621.102309.2687LGJ-500.55250.961-3233.4350185.4118490.4917247.3119LGJ-350.72210.841-3201.5544154.2952408.1149208.1485風(fēng)速5m/s,外界溫度一5C,融冰時(shí)間為1小時(shí)線型0度電阻率(Q /km)導(dǎo)線直徑(cm

9、)覆冰厚度(cm)冰面溫度(C)最小電流(A)保線電流(A)最大電流(A)融冰電流(A)LGJ- 950.28581.3681-1263.9999246.882642.9669315.8111LGJ- 700.39191.141-1220.5222196.9625512.8459253.2267LGJ-500.55250.961-1182.3033155.5865405.016201.5028LGJ-350.72210.841-1157.3978129.4872337.0058168.9523風(fēng)速3m/s,外界溫度一3 C,融冰時(shí)間為1小時(shí)線型0度電阻率(Q /km)導(dǎo)線直徑(cm)覆冰厚度(

10、cm)冰面溫度(C)最小電流(A)保線電流(A)最大電流(A)融冰電流(A)LGJ- 950.28581.36810197.7595204.0579525.4591268.1891LGJ- 700.39191.1410165.1718162.8224419.1419213.472LGJ-500.55250.9610136.5326128.6394331.0336168.6566LGJ-350.72210.8410117.8723107.0758275.4608140.6106城白線白東線環(huán)境一環(huán)境二環(huán)境三環(huán)境一環(huán)境二環(huán)境三Imin(A)282.3529220.5222165.1718337.9

11、917263.9999197.7595Ib(A)234.7441196.9625162.8224294.268246.882204.0579Imax(A)621.102512.8459419.1419621.102512.8459419.1419Imel(A)309.2687253.2267213.472383.696315.8111268.1891Pmel(KW)539.7712361.8735257.1696763.1137516.975372.8181注：環(huán)境一為風(fēng)速8m/s,外界溫度8 C,融冰時(shí)間為1.5小時(shí)環(huán)境二為風(fēng)速5m/s,外界溫度5 C,融冰時(shí)間為1.5小時(shí)環(huán)境三為風(fēng)速3m/s,外界溫度3 C,融冰時(shí)間為1.5小時(shí)參考文獻(xiàn)：1 柳黎,彭敏放.電網(wǎng)高效融冰