絕緣子超疏水涂層表面水滴凍結(jié)過(guò)程及其影響因素.pdf

1、超疏水表面因具備一定的反彈水滴、延緩凍結(jié)及減小與冰的粘接強(qiáng)度的能力,在一定程度上有助于輸電線路導(dǎo)線和絕緣子防冰或延緩覆冰,已成為目前研究的熱點(diǎn)。然而,對(duì)超疏水表面是否具有實(shí)際防覆冰能力仍存在一定爭(zhēng)論,特別是超疏水表面水滴運(yùn)動(dòng)特性與凍結(jié)過(guò)程等影響超疏水表面覆冰特性的基礎(chǔ)問(wèn)題尚未見(jiàn)較多深入研究。為了揭示超疏水涂層表面水滴的凍結(jié)微觀過(guò)程,為研究絕緣子應(yīng)用超疏水涂層防覆冰提供參考,本文在人工氣候室內(nèi)對(duì)涂覆不同超疏水或疏水涂層的玻璃片表面過(guò)冷卻水

2、滴的運(yùn)動(dòng)特性、凍結(jié)過(guò)程以及涂覆不同疏水性涂層的玻璃絕緣子表面覆冰增長(zhǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。取得的主要研究成果如下:
　　在低溫低氣壓試驗(yàn)室中,獲取了連續(xù)噴霧過(guò)冷卻水時(shí)疏水性表面上水滴運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程,研究了表面水滴的運(yùn)動(dòng)特性,并分析了表面的接觸角、接觸角滯后、表面粗糙度、環(huán)境溫度等因素對(duì)水滴運(yùn)動(dòng)特性的影響。在疏水性涂層表面上,水滴只有在直徑增大到一定的大小才會(huì)從表面滾落,接觸角越大、接觸角滯后越小、粗糙度越大、表面傾斜角度越大,表面上水滴滾

3、動(dòng)所需的直徑就越小,水滴在表面上所能累積的體積越小,停留的時(shí)間也就越短,水滴凍結(jié)的可能性也就越小。
　　針對(duì)靜置水滴和連續(xù)噴霧過(guò)冷卻水情況下的水滴,借助顯微鏡獲得了不同超疏水或疏水涂層表面上水滴結(jié)晶成核的動(dòng)態(tài)過(guò)程,并分析了水滴凍結(jié)的成核機(jī)制及其影響因素。統(tǒng)計(jì)分析了不同疏水性涂層表面出現(xiàn)凍結(jié)水滴的時(shí)間,研究了接觸角、接觸角滯后、表面粗糙度等因素對(duì)水滴凍結(jié)時(shí)間的影響。靜置的水滴無(wú)法反映水滴在超疏水表面的運(yùn)動(dòng)特性,其凍結(jié)時(shí)間也難以反映在

4、連續(xù)噴霧時(shí)表面延緩覆冰的時(shí)長(zhǎng)。進(jìn)行超疏水涂層防覆冰試驗(yàn)研究時(shí),建議使用對(duì)試品連續(xù)噴霧過(guò)冷卻水的方法進(jìn)行試驗(yàn),并用表面上出現(xiàn)局部?jī)鼋Y(jié)水滴坍塌或是完全凍結(jié)水滴的時(shí)間或者試品表面完全被冰層覆蓋的時(shí)間來(lái)表征疏水性涂層延緩覆冰的能力。
　　在人工氣候室對(duì)涂覆不同超疏水或疏水涂層的玻璃絕緣子進(jìn)行人工覆冰試驗(yàn),研究了超疏水涂層對(duì)絕緣子表面覆冰增長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明,超疏水涂層能在一定的程度上延緩絕緣子的覆冰,涂層表面的接觸角越大、接觸角滯后越小,