Resumen

Se investiga numéricamente la acumulación de hielo en vuelo en los sistemas pitot-estáticos típicos para revelar el deterioro de su rendimiento bajo la formación de hielo en forma de escarcha y de esmalte. Junto con la plataforma de dinámica de fluidos computacional (CFD) de código abierto, OpenFOAM, la estrategia numérica integra la determinación del flujo de aire mediante las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds, la evaluación de la recogida de gotas mediante la representación euleriana y la acumulación de hielo mediante la conservación de la masa y la energía. Bajo diferentes condiciones de flujo de entrada y temperaturas de la pared, el rendimiento calculado de la acumulación de hielo indica que la temperatura ambiente tiene el efecto más significativo en el tiempo de fallo inducido por el hielo, llevando a un crecimiento casi exponencial. Mientras tanto, el tiempo de bloqueo resulta ser linealmente proporcional al aumento de la temperatura de la pared. Con el aumento de la velocidad del flujo de entrada, el tiempo de fallo sigue una variación parabólica con la acumulación de hielo, mientras que muestra una reducción monótona en condiciones de formación de hielo. Además, cuando el ángulo de ataque aumenta, el fallo se acelera tanto en el caso de la formación de hielo en el esmalte como en el de la cal. Estos resultados proporcionan orientación para el diseño de la protección de los tubos de Pitot. Además, se realiza un análisis de regresión no lineal para estimar el comportamiento de los fallos. Los tiempos de fallo predichos muestran una consistencia fiable con los resultados numéricos, demostrando la capacidad de las funciones empíricas obtenidas para predecir convenientemente los tiempos de fallo dentro del rango aplicable.

• Materias:Automatización Aerodinámica Motores (Mecánica) Cinemática Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Automation Aerodynamics Engines Kinematics Aeronautical Engineering
• Palabras claves:temperatura de la pared, tiempo de fallo, predicción de fallo, tiempo de fallo inducido, análisis de regresión no lineal, tiempo de fallo predicho, ángulo de ataque, función empírica obtenida, acumulación de hielo en vuelo, acumulación de hielo en esmalte
• Keywords:wall temperature, failure time, prediction of failure, induced failure time, nonlinear regression analysis, predicated failure time, angle of attack, obtained empirical function, flight ice accretion, glaze ice accretion