一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法技术

本发明专利技术公开了一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法，所述方法包括：确定野外自然覆冰实验所需控制的单一变量，由野外自然覆冰实验对单一变量的控制要求，确定最小有效数据组组数P；布置实验试件；在相同实验环境下布置N个旋转圆柱体积冰器；控制每次实验的持续时间为T；记录时间T内N个旋转圆柱体积冰器的覆冰质量的平均值；清除自然野外实验试件和N个旋转圆柱体积冰器上的冰层；重复至少G次；从G次实验中选择R组数据组，若这R组数据组中，覆冰质量的平均值相等或最大值与最小值相差10%以内，则这R组数据组即为有效实验数据；解决了目前难以在野外开展自然覆冰单一变量控制试验等技术问题。技术问题。技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法


[0001]本专利技术属于野外自然覆冰试验领域，尤其涉及一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国经济的快速发展，电网、高铁、飞机和风力发电机等能源装备发展迅猛。与此同时，全球气候变暖，极端天气频发，覆冰积雪成为威胁能源装备安全的重要因素。能源装备覆冰问题受到学者们的广泛关注。
[0003]开展野外自然覆冰实验是研究能源装备覆冰问题的有效手段，与能源装备冬季的实际工作过程贴合度高，具有重要意义。但与实验室实验不同，野外自然覆冰实验条件所涉及的风速、温度、液态水含量、过冷去水滴统计中值直径等实验条件难以实现人工控制，导致控制单一变量实验往往只能在实验室完成，在野外难以实现。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法，以解决野外自然覆冰实验条件所涉及的风速、温度、液态水含量、过冷去水滴统计中值直径等实验条件难以实现人工控制，目前难以在野外开展自然覆冰单一变量控制试验等技术问题。
[0005]本专利技术技术方案是：一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法，所述方法包括：步骤1、确定野外自然覆冰实验所需控制的单一变量，由野外自然覆冰实验对单一变量的控制要求，确定最小有效数据组组数P；步骤2、布置实验试件；步骤3、在相同实验环境下布置N个旋转圆柱体积冰器；步骤4、控制每次实验的持续时间为T；步骤5、记录时间T内N个旋转圆柱体积冰器的覆冰质量的平均值；步骤6、清除自然野外实验试件和N个旋转圆柱体积冰器上的冰层；步骤7、重复步骤2至6，至少G次，G≥P；步骤8、实验结束后，从G次实验中选择R组数据组，若这R组数据组中，由步骤5得到的N个旋转圆柱体积冰器覆冰质量的平均值相等或最大值与最小值相差10%以内，则这R组数据组即为满足野外自然覆冰单一变量控制的有效实验数据。
[0006]最小有效数据组组数P指的是由实验对单一变量的控制要求，通过变量的最小值和最大值之间由等差数或等比方法确定。
[0007]N值为4
‑
5个。
[0008]所述相同实验环境布置N个旋转圆柱体积冰器，指的是海拔高度与实验的实际地理位置相同；N个旋转圆柱体积冰器固定于实验场地和实验试件离地距离相同的位置，且在
水平距离上和实验试件保持足够的不互相影响的距离。
[0009]T值为1小时到2小时；T值一旦选定则在本次实验完结之前保持一致。
[0010]时间T内N个旋转圆柱体积冰器覆冰质量的平均值为N个旋转圆柱体的覆冰总质量除以N。
[0011]P≤R≤G。
[0012]本专利技术的有益效果：本专利技术通过在野外自然覆冰实验的试件相同的实验环境中布置N个旋转圆柱体，保持每次实验的持续时间均为T，记录时间T内N个旋转圆柱体覆冰质量的平均值。实验结束后，实验数据组中时间T内N个旋转圆柱体覆冰质量的平均值相等或其最大值与最小值相差10%以内的数据组即为不受大气环境参数变化影响的野外自然单一变量控制覆冰实验的有效数据。
[0013]本专利技术基于N个旋转圆柱体时间T内的覆冰质量的平均值，挑选出符合单一变量控制覆冰实验的有效数据，克服了在野外自然环境中难以开展单一变量控制覆冰实验的难题。
[0014]本专利技术解决了野外自然覆冰实验条件所涉及的风速、温度、液态水含量、过冷去水滴统计中值直径等实验条件难以实现人工控制，目前难以在野外开展自然覆冰单一变量控制试验等技术问题。
附图说明
[0015]图1为本专利技术流程图。
具体实施方式
[0016]一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法见图1，它包括：步骤1、确定野外自然覆冰实验所需控制的单一变量，由野外自然覆冰实验对单一变量的控制要求，确定最小有效数据组组数P；野外自然覆冰实验所需控制的单一变量包括但不限于实验试件的自身特征，包括但不限于导线的直径，长度，种类；飞机、风机叶片的长度，宽度及材质等，以及外加于实验试件其他实验条件，包括但不限于导线上的电压、电流、风机、风机叶片涂覆涂料的种类及厚度等等。
[0017]最小有效数据组组数P指的是由实验对单一变量的控制要求，包括但不限于通过变量的最小值和最大值之间由等差数或等比等方法确定。
[0018]控制变量法的实验中，假设有A个自变量，通常是固定A
‑
1个自变量的值不变，只改变剩下的唯一自变量，并对由此产生的系列因变量进行分析，从而得出该自变量和因变量的关系，分析自变量对因变量的影响等。为了便于分析，自变量从起始值逐步变化到最终值，通常存在一个递增或递减的变化过程，常见形式为等差或等比数列，因此本专利技术采用通过变量的最小值和最大值之间由等差数或等比等方法确定P值。
[0019]步骤2、布置实验试件；实验试件的布置为选择合适的野外覆冰实验场地，根据实验要求，在实验场地布置实验试件。
[0020]步骤3、在相同实验环境下布置N个旋转圆柱体积冰器；相同实验环境，指的是海拔高度与实验的实际地理位置相同，进一步的，N个旋转圆柱体积冰器固定于实验场地和实验试件离地距离相同的位置，且在水平距离上和实验试件保持足够的、不互相影响的距离。
[0021]N最少为1个，因为旋转圆柱体覆冰质量的累积是最终判断的依据。因此至少为一个。N的数量增加通过求取平均值的方式可以减少误差，结果更加科学准确，原理上来说越多越好。通常来说，不超过10个，一般为4~5个。
[0022]N个旋转圆柱体积冰器彼此之间在水平距离上也保持足够的、不互相影响的距离。本专利技术中N个旋转圆柱体积冰器上圆柱体的长度、直径以及转速均相同。旋转圆柱体积冰器指的是底部可以保持恒定转速的的圆柱体，圆柱体一般为金属材质，在覆冰环境中，气流流过圆柱体表面后，冰层在圆柱体表面增长。
[0023]在相同环境相同高度布置，是为了保持选择圆柱体和实验试件尽快能的处在相同的覆冰环境当中，降低其他因素对实验结果的干扰。保持和实验件水平距离上足够的距离是为了避免试件和旋转圆柱体彼此影响空气中气流的流动产生干扰。通常，足够的不互相影响的距离至少为1m。
[0024]步骤4、控制每次实验的持续时间为T；每次实验持续时间均为T。
[0025]T值根据具体实验确定，一般在1小时到2小时之间。
[0026]本专利技术的核心在于用T时间内N个旋转圆柱体覆冰质量增长的平均值是否相等来衡量T时间内覆冰环境是否发生变化。所以固定的时间T是必须控制的变量。在每次实验中，T一旦选定，则需在本次实验完结之前保持一致。
[0027]步骤5、记录时间T内N个旋转圆柱体积冰器的覆冰质量的平均值；时间T内N个旋转圆柱体积冰器覆冰质量的平均值为N个旋转圆柱体的覆冰总质量除以N。
[0028]步骤6、清除自然野外实验试件和N个旋转圆柱体积冰器上的冰层；一次实验结束后通过敲击，加热等方式彻底清除N个旋转圆柱体和实验试件在上一次实验时间T内累积的冰层。
[0029]步骤7、在每次野本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法，其特征在于：所述方法包括：步骤1、确定野外自然覆冰实验所需控制的单一变量，由野外自然覆冰实验对单一变量的控制要求，确定最小有效数据组组数P；步骤2、布置实验试件；步骤3、在相同实验环境下布置N个旋转圆柱体积冰器；步骤4、控制每次实验的持续时间为T；步骤5、记录时间T内N个旋转圆柱体积冰器的覆冰质量的平均值；步骤6、清除自然野外实验试件和N个旋转圆柱体积冰器上的冰层；步骤7、重复步骤2至6，至少G次，G≥P；步骤8、实验结束后，从G次实验中选择R组数据组，若这R组数据组中，由步骤5得到的N个旋转圆柱体积冰器覆冰质量的平均值相等或最大值与最小值相差10%以内，则这R组数据组即为满足野外自然覆冰单一变量控制的有效实验数据。2.根据权利要求1所述的一种野外自然覆冰单一变量控制试验方法，其特征在于：最小有效数据组组数P指的是由实验对单一变量的控制要求，通过变量的最小值和最...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国林，蒋兴良，韩香帅，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：