本文關(guān)鍵詞：基于機理的飛機客艙能耗模型研究

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【摘要】：為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召,民航局于2011年要求全國各機場在航前、航后及經(jīng)停階段時,逐步推廣使用橋載設(shè)備替代APU。在推廣的過程中發(fā)現(xiàn),問題主要集中在人體熱舒適性和節(jié)能等兩個方面,其根源在于不能正確評估飛機客艙的能耗需求,以至于造成對橋載空調(diào)控制的盲目性,最終既達不到滿足客艙熱舒適性的目的,也不能實現(xiàn)節(jié)能。針對以上問題,文中搭建了飛機客艙的能耗模型,通過建模對客艙能耗進行了分析,在此基礎(chǔ)上,對橋載空調(diào)節(jié)能控制提出了建議。文中采用熱平衡法對影響飛機客艙能耗的各項因素進行了分析,對飛機客艙的熱力系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的構(gòu)建。采用非穩(wěn)態(tài)傳熱法對各個模塊進行建模,主要包括客艙外氣象參數(shù)模型、客艙圍護結(jié)構(gòu)熱平衡模型、客艙內(nèi)空氣熱平衡模型等三個模型。在客艙外壁面熱平衡模型方面,借鑒了ASHRAE太陽輻射模型、平板對流換熱模型與BLAST設(shè)計日溫度模型。通過對熱平衡方程組的計算,準(zhǔn)確的得知了客艙內(nèi)、外壁面溫度與客艙能耗的變化情況;為了降低模型計算的復(fù)雜性,將非穩(wěn)態(tài)傳熱反應(yīng)系數(shù)法及綜合溫度模型引入到了客艙能耗模型中,通過對反應(yīng)系數(shù)項數(shù)的合理選取和不同項熱流密度的確定,計算出了客艙壁體和內(nèi)壁面的傳熱量。在此基礎(chǔ)上,對客艙內(nèi)部風(fēng)速、客艙內(nèi)相對濕度、客艙內(nèi)空氣溫度和太陽輻射等對能耗的影響進行了分析,采用PMV指標(biāo)對客艙內(nèi)人體舒適性進行了評價,研究結(jié)果為客艙節(jié)能提供相關(guān)建議。
【關(guān)鍵詞】：飛機客艙 橋載空調(diào) 能耗模型 熱平衡
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V223.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符號說明10-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 文中研究目的和主要內(nèi)容18-20
• 1.3.1 文中來源及研究目的18
• 1.3.2 文中主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 飛機客艙能耗的分析與建模20-28
• 2.1 能耗體系與計算方法的確定20-23
• 2.1.1 飛機客艙熱力學(xué)系統(tǒng)模型20-21
• 2.1.2 能耗體系的分析21-22
• 2.1.3 能耗模型計算方法的確定22-23
• 2.2 外部情況假設(shè)23-24
• 2.2.1 太陽輻射假設(shè)23-24
• 2.2.2 飛機客艙材料物理性能不變性假設(shè)24
• 2.2.3 無限大平壁假設(shè)24
• 2.2.4 表面假設(shè)24
• 2.3 基本能耗模型的建立24-27
• 2.3.1 客艙外氣象參數(shù)模型24
• 2.3.2 客艙壁體外壁面熱平衡模型24-25
• 2.3.3 客艙壁體傳熱模型25-26
• 2.3.4 客艙壁體內(nèi)壁面熱平衡模型26-27
• 2.3.5 客艙內(nèi)空氣熱平衡模型27
• 2.4 小結(jié)27-28
• 第三章 飛機客艙外氣象參數(shù)模型28-44
• 3.1 氣象數(shù)據(jù)源子模型28
• 3.2 飛機客艙外逐時溫度子模型28-29
• 3.3 飛機客艙外太陽輻射子模型29-33
• 3.3.1 客艙外太陽直射輻射30-32
• 3.3.2 客艙外天空散射輻射32
• 3.3.3 客艙外地面反射輻射32-33
• 3.4 飛機客艙外表面綜合溫度模型33-35
• 3.5 飛機客艙氣象參數(shù)模型的計算與分析35-43
• 3.5.1 客艙壁面傾角θ的計算36-37
• 3.5.2 客艙外太陽輻射的計算與分析37-40
• 3.5.3 客艙外綜合溫度的計算與分析40-43
• 3.6 小結(jié)43-44
• 第四章 飛機客艙圍護結(jié)構(gòu)熱平衡模型44-58
• 4.1 客艙壁體外壁面熱平衡模型44-48
• 4.1.1 參數(shù)分析44-45
• 4.1.2 天空溫度t_sky45-46
• 4.1.3 地面溫度t_g46
• 4.1.4 角系數(shù)46-47
• 4.1.5 綜合溫度模型的引入47-48
• 4.2 客艙壁體傳熱模型48-53
• 4.2.1 反應(yīng)系數(shù)法48-52
• 4.2.2 客艙壁體的特性與反應(yīng)系數(shù)項數(shù)的確定52-53
• 4.3 客艙壁體內(nèi)壁面熱平衡模型53-56
• 4.3.1 由客艙壁體傳入的導(dǎo)熱強度qkin53-54
• 4.3.2 客艙內(nèi)表面之間的長波輻射熱流強度q_LWX54
• 4.3.3 客艙內(nèi)表面與空氣間的對流換熱強度q_conv,i54-55
• 4.3.4 內(nèi)熱源（乘客）的長波輻射熱流強度q_LWS55
• 4.3.5 客艙內(nèi)燈光等的短波輻射熱流強度q_SW55
• 4.3.6 從觀察窗傳入的太陽短波輻射熱流強度q_sol55-56
• 4.4 客艙內(nèi)空氣熱平衡模型56-57
• 4.4.1 客艙內(nèi)空氣的泄漏56-57
• 4.4.2 客艙內(nèi)由空調(diào)送入的新風(fēng)熱量Q_VE57
• 4.5 小結(jié)57-58
• 第五章 客艙能耗模型的計算和分析58-82
• 5.1 客艙熱力系統(tǒng)熱平衡方程組的確定58-63
• 5.2 客艙熱平衡模型的綜合計算與分析63-72
• 5.2.1 客艙內(nèi)壁面溫度的計算63-67
• 5.2.2 客艙能耗的分析67-72
• 5.3 影響因素72-80
• 5.3.1 客艙內(nèi)部風(fēng)速72-74
• 5.3.2 相對濕度74-75
• 5.3.3 客艙內(nèi)空氣溫度75-77
• 5.3.4 太陽輻射77-80
• 5.4 節(jié)能建議80-81
• 5.5 小結(jié)81-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82
• 6.2 展望82-84
• 參考文獻84-89
• 致謝89-90
• 作者簡介90

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本文編號：1133443