Calculateur d'accrétion de glace

Un calculateur d'accrétion de glace par pluie verglaçante transforme l'intensité de précipitation liquide, la vitesse du vent et la durée de l'épisode en l'épaisseur radiale de glace vitrée qui croît sur un conducteur aérien. La pluie en surfusion qui frappe un fil froid gèle en glaze transparent. Cet outil traite le flux vertical de pluie et le flux d'eau liquide entraîné par le vent comme des sources orthogonales, les combine par une racine de somme de carrés comme dans le modèle simple de Jones, gèle la masse collectée à la masse volumique du glaze et convertit cette masse en une épaisseur radiale annulaire sur le cylindre. Saisissez des millimètres par heure, des mètres par seconde et des heures ; la réponse indique les millimètres de glace radiale, le diamètre englacé, la masse de glace par mètre et la charge de la ligne.

Ce qu'est l'accrétion radiale de glace et comment le modèle simple se construit

La pluie verglaçante est une précipitation liquide qui reste en surfusion jusqu'à ce qu'elle touche une surface plus froide que zéro degré Celsius et gèle en glaze. Sur un conducteur aérien, la glace croît comme un manchon à peu près annulaire, si bien que la grandeur que rapportent les ingénieurs de ligne, les services météorologiques et les rédacteurs de normes est l'épaisseur radiale de glace : l'augmentation de rayon de ce manchon, ni la profondeur de glace au sommet du fil, ni la lame d'eau équivalente à elle seule.

Deux flux d'eau alimentent le manchon. À la verticale, la pluie tombe à une intensité équivalente liquide P ; la masse d'eau qui atterrirait sur une longueur unitaire de cylindre de diamètre D en une seconde est la masse volumique de l'eau fois cette intensité de lame fois D.

À l'horizontale, la même pluie implique un contenu en eau liquide W égal à la masse volumique de l'eau fois l'intensité de lame divisée par la vitesse terminale de la goutte ; un vent de vitesse V pousse alors un flux W fois V fois D.

Le modèle simple de Jones traite ces deux flux comme les composantes orthogonales d'un seul vecteur de précipitation et les combine par une norme euclidienne, de sorte qu'un épisode calme est de la pluie pure sur la largeur projetée et qu'un épisode venteux ajoute une composante de côté sans compter deux fois les mêmes gouttes comme le ferait une somme simple.

L'efficacité de collision et la fraction de gel sont prises égales à un, hypothèse habituelle de croissance sèche pour des gouttes de pluie verglaçante de classe millimétrique sur un conducteur de ligne. La masse collectée par unité de longueur M est ce flux combiné fois la durée.

La croissance annulaire convertit ensuite la masse en épaisseur : la glace occupe un anneau dont l'aire est M sur pi fois la masse volumique de la glace, donc le nouveau rayon est la racine carrée du rayon nu au carré plus cette aire, et la glace radiale est la différence.

La masse volumique de glace par défaut est neuf cents kilogrammes par mètre cube, valeur de glaze utilisée dans les charges de type ISO 12494 ; le diamètre par défaut est vingt-cinq millimètres, cylindre de référence courant ; la vitesse terminale par défaut est cinq mètres par seconde, typique des gouttes millimétriques. Une pluie nulle ou une durée nulle donne une glace nulle ; le modèle n'invente pas d'accrétion à partir du vent seul.

Usage en conception de ligne, limites et recherches auxquelles cette page ne répond pas

Les planificateurs de transport et de distribution utilisent un calculateur d'accrétion de glace par pluie verglaçante lorsqu'une prévision ou un relevé après coup de pluviomètre et d'anémomètre doit devenir un manchon millimétrique sur un conducteur nommé avant de comparer la charge de glace à une classe de conception ou à un rating de portée.

Les bureaux de givre d'un service météorologique peuvent traiter par lots les mêmes champs depuis le journal d'une station et joindre l'épaisseur radiale à la fiche de l'événement sans dresser un code de givre par fluides numériques. Les générateurs de cours et d'examens ont besoin d'un oracle déterministe de la paire de flux à la Jones et de la racine annulaire pour qu'un correcteur puisse noter à la fois la limite de vent calme (flux horizontal nul) et le rejet d'une intensité négative.

Cette page s'adresse à qui cherche un calculateur d'accrétion de glace par pluie verglaçante, de la glace vitrée radiale sur un conducteur, ou un modèle simple de givre à partir de précipitation, vent et durée. Ce n'est pas un solveur de givre opaque à partir de l'eau liquide nuageuse et du diamètre médian de goutte, ni une table de classes ISO 12494, ni un modèle de manchon de neige mouillée, ni un moteur de flèche et de tension.

Préférez cette capacité lorsque vous avez déjà une intensité de précipitation liquide, une vitesse de vent et une durée et que vous n'avez besoin que de l'épaisseur radiale simplifiée de glaze.