Calculadora de acreción de hielo

Una calculadora de acreción de hielo por lluvia helada convierte la tasa de precipitación líquida, la velocidad del viento y la duración de la tormenta en el espesor radial de hielo vítreo que crece sobre un conductor aéreo. La lluvia subenfriada que golpea un hilo frío se congela como glaze transparente. Esta herramienta trata el flujo vertical de lluvia y el flujo de agua líquida arrastrado por el viento como fuentes ortogonales, las combina con una raíz de suma de cuadrados como en el modelo simple de Jones, congela la masa recogida a la densidad del glaze y convierte esa masa en un espesor radial anular sobre el cilindro. Introduzca milímetros por hora, metros por segundo y horas; la respuesta informa milímetros de hielo radial, diámetro con hielo, masa de hielo por metro y carga de la línea.

Qué es la acreción radial de hielo y cómo se forma el modelo simple

La lluvia helada es precipitación líquida que permanece subenfriada hasta que choca con una superficie más fría que cero grados Celsius y se congela como glaze. Sobre un conductor aéreo el hielo crece como una manga aproximadamente anular, de modo que la magnitud que informan ingenieros de línea, oficinas meteorológicas y redactores de normas es el espesor radial de hielo: el aumento de radio de esa manga, no la profundidad de hielo encima del hilo ni la lámina de lluvia equivalente por sí sola.

Dos flujos de agua alimentan la manga. En vertical, la lluvia cae a una tasa equivalente líquida P; la masa de agua que aterrizaría sobre una longitud unitaria de cilindro de diámetro D en un segundo es la densidad del agua por esa tasa de lámina por D.

En horizontal, la misma lluvia implica un contenido de agua líquida W igual a la densidad del agua por la tasa de lámina dividida por la velocidad terminal de la gota; un viento de velocidad V impulsa entonces un flujo W por V por D.

El modelo simple de Jones trata esos dos flujos como componentes ortogonales de un solo vector de precipitación y los combina con una norma euclídea, de modo que una tormenta en calma es lluvia pura sobre el ancho proyectado y una tormenta ventosa añade un componente lateral sin contar dos veces las mismas gotas como haría una suma llana.

La eficiencia de colisión y la fracción de congelación se toman como uno, que es la hipótesis habitual de crecimiento seco para gotas de lluvia helada de clase milimétrica sobre un conductor de línea. La masa recogida por unidad de longitud M es ese flujo combinado por la duración.

El crecimiento anular convierte después la masa en espesor: el hielo ocupa un anillo cuya área es M sobre pi por la densidad del hielo, así que el radio nuevo es la raíz cuadrada del radio desnudo al cuadrado más esa área, y el hielo radial es la diferencia.

La densidad de hielo por defecto es novecientos kilogramos por metro cúbico, el valor de glaze usado en cargas al estilo ISO 12494; el diámetro por defecto es veinticinco milímetros, un cilindro de referencia habitual; la velocidad terminal por defecto es cinco metros por segundo, típica de gotas milimétricas. Lluvia cero o duración cero produce hielo cero; el modelo no inventa acreción a partir del viento solo.

Uso en diseño de línea, límites y búsquedas que esta página no responde

Los planificadores de transporte y distribución usan una calculadora de acreción de hielo por lluvia helada cuando un pronóstico o un registro posterior de pluviómetro y anemómetro debe convertirse en una manga milimétrica sobre un conductor nombrado antes de comparar la carga de hielo con una clase de diseño o un rating de vano.

Los escritorios de engelamiento de una oficina meteorológica pueden procesar por lotes los mismos campos desde el diario de una estación y adjuntar el espesor radial a la ficha del evento sin levantar un código de hielo por fluidos computacionales. Los generadores de aula y de examen necesitan un oráculo determinista del par de flujos al estilo Jones y de la raíz anular para que un corrector pueda puntuar tanto el límite de viento en calma (flujo horizontal nulo) como el rechazo de una tasa negativa.

Esta página se dirige a quien busca una calculadora de acreción de hielo por lluvia helada, hielo vítreo radial sobre un conductor, o un modelo simple de engelamiento a partir de precipitación, viento y duración. No es un solucionador de cencellada a partir del agua líquida de nube y del diámetro mediano de gota, ni una tabla de clases ISO 12494, ni un modelo de manga de nieve húmeda, ni un motor de flecha y tensión.

Prefiera esta capacidad cuando ya tenga una tasa de precipitación líquida, una velocidad de viento y una duración y solo necesite el espesor radial simplificado de glaze.