基于濕空氣理論和焓濕圖分析飛行器內(nèi)空氣處理過(guò)程

1、基于濕空氣理論和焓濕圖原理分析飛行器內(nèi)空氣處理過(guò)程任海杰（哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源學(xué)院能源與動(dòng)力工程專業(yè)，學(xué)號(hào)1140240532；手機(jī)號(hào)：18245019409，Email：838847129@）摘要：本文基于濕空氣理論和焓濕圖對(duì)飛行器內(nèi)的空氣處理過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。文中會(huì)詳細(xì)討論飛行器內(nèi)空氣處理過(guò)程中的因素，如空氣溫度和空氣濕度等。濕度控制與溫度控制密切相關(guān)。相對(duì)濕度本身就是溫度的函數(shù)；濕度控制系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱要通過(guò)溫控系統(tǒng)排出，濕度控制系

2、統(tǒng)所需要的冷卻劑也要由溫控系統(tǒng)提供；所以，在設(shè)計(jì)濕度控制系統(tǒng)時(shí)必須與溫控系統(tǒng)綜合考慮，才能獲得滿意的效果。關(guān)鍵詞：飛行器，空氣處理，座艙，空氣溫度，空氣濕度1引言就飛行器的研究而言，其中一個(gè)極為重要的部分便是保證機(jī)內(nèi)人員的舒適性。飛行器座艙內(nèi)空氣的流動(dòng)及傳熱特性研究是飛行器環(huán)境控制系統(tǒng)(EnvironmentalControlSystem，簡(jiǎn)稱ECS)一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，涉及的范圍非常廣泛，包括吃行器空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、人體熱舒適性、改善空氣

3、品質(zhì)、合理利用能源以及降低氣流噪動(dòng)等多個(gè)研究方向。將座艙內(nèi)空氣的溫度、濕度、速度、壓力和潔凈度保持在允許的范圍內(nèi)，是保證人體舒適性以及機(jī)載電了儀器、設(shè)備正常工作的必要條件?？梢哉f(shuō)影響座艙舒適性的因素很多，其中熱舒適性是目前急迫要解決的問(wèn)題之一。因此在飛行器的空氣處理過(guò)程，空氣溫度和濕度的處理顯得十分重要。故通過(guò)建立簡(jiǎn)化模型，利用CFD軟件，可計(jì)算得到不同情況下座艙內(nèi)的空氣熱力學(xué)特性參數(shù)(如平均溫度、平均速度、艙壁平均對(duì)流換熱系數(shù)和艙壁傳

4、熱量等)。二系統(tǒng)原理或工作原理1.焓濕圖原理工程中常采用根據(jù)濕空氣狀態(tài)參數(shù)問(wèn)的關(guān)系繪制成的焓濕圖來(lái)表征空氣狀態(tài)，分析其座艙熱載荷指的是座艙內(nèi)空氣溫度、濕度恒定時(shí)，單位時(shí)問(wèn)內(nèi)傳入(或傳出)的凈熱量。它是對(duì)座艙空氣流動(dòng)和傳熱進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)重要的邊界條件，其計(jì)算準(zhǔn)確度直接影響到飛行器空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及其他性能，是保證飛行員舒適性、確保飛行安全的一個(gè)重要方面。在不同的工作條件下，座艙熱載荷的大小不同，需從艙內(nèi)人員舒適性、飛行器質(zhì)量及性能

5、代償損失和經(jīng)濟(jì)安全性等多方面進(jìn)行考察并合理確定。目前，一般都以某種穩(wěn)定狀態(tài)下的座艙熱載荷作為確定環(huán)境控制系統(tǒng)容量大小的依據(jù)，這對(duì)于速度和高度變化不大、巡航時(shí)間較長(zhǎng)的飛機(jī)來(lái)說(shuō)比較合理。所謂的穩(wěn)態(tài)熱載荷，是指座艙與環(huán)境之間的各種換熱過(guò)程均處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，座艙空氣所獲得的凈熱流。在穩(wěn)定狀態(tài)下，整個(gè)座艙在熱傳遞過(guò)程中溫度場(chǎng)及各種熱流均不隨時(shí)問(wèn)變化，并且座艙熱載荷與環(huán)境控制系統(tǒng)的制冷載荷相平衡。座艙熱載荷由結(jié)構(gòu)熱載荷與附加熱載荷兩部分組成。座艙結(jié)

6、構(gòu)熱載荷指的是通過(guò)座艙結(jié)構(gòu)的熱流，主要包括通過(guò)座艙外壁的熱流、通過(guò)座艙隔艙壁的熱流、通過(guò)透明表面的太陽(yáng)輻射熱流以及座艙壁內(nèi)表面之間的輻射熱流等附加熱載荷是艙內(nèi)附加熱源或座艙空氣泄漏產(chǎn)生的熱流，主要包括成員所散發(fā)的熱流、艙內(nèi)電了電氣設(shè)備所散發(fā)的熱流、防冰裝置帶給座艙的熱流、座艙空氣泄漏所帶走的熱流等。①前隔艙壁②防彈鋼板③前風(fēng)擋防彈玻璃④側(cè)風(fēng)擋玻璃⑤艙蓋框架⑥艙蓋玻璃⑦后隔艙壁⑧外氣流側(cè)壁⑨進(jìn)氣道側(cè)壁圖3.1座艙結(jié)構(gòu)示意圖其中蒙皮與座艙問(wèn)