本文關(guān)鍵詞：飛機環(huán)境控制系統(tǒng)與機艙熱環(huán)境耦合研究

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【摘要】：隨著航空事業(yè)的發(fā)展、人民生活水平的提高以及全球化進程的加快,越來越多的人選擇飛機這種交通工具出行。機艙內(nèi)熱環(huán)境狀況與乘機人員的安全、健康和舒適息息相關(guān)。機艙內(nèi)熱環(huán)境狀況受外部環(huán)境條件、飛機環(huán)境控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)以及機艙內(nèi)部設(shè)備、人員散熱的影響。一般情況下,機艙內(nèi)部設(shè)備、人員散熱量固定,而外部環(huán)境條件變化很大。一是在寒冷冬季早上(或炎熱夏季下午)飛機機艙內(nèi)的溫度很低(或很高)不滿足人體熱舒適的要求,二是飛機在飛行過程中,外界大氣溫度變化很大。這些極端的外部條件都會對機艙內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生影響,飛機環(huán)境控制系統(tǒng)需改變送風(fēng)參數(shù)保證機艙內(nèi)的熱環(huán)境處于適宜狀態(tài),而機艙的熱環(huán)境又對飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響。因此,為創(chuàng)造良好的機艙熱環(huán)境和優(yōu)化飛機環(huán)境控制系統(tǒng),需要研究飛機座艙熱環(huán)境與飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的相互關(guān)系。研究機艙熱環(huán)境和飛機環(huán)境控制系統(tǒng)有實驗測量和數(shù)值模擬兩種方法。實驗法可以獲得真實、可靠的數(shù)據(jù),但成本較高,耗費的人力物力較大;數(shù)值模擬法成本低廉并可以獲得較詳細(xì)信息,但是數(shù)值模擬的可靠性需要進行驗證。因此,本研究將實驗法和數(shù)值模擬法相結(jié)合,先用實驗法研究飛機在地面工況下,寒冷冬季和炎熱夏季條件下飛機環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙內(nèi)熱環(huán)境的相互關(guān)系,然后采用數(shù)值模擬的方法建立地面環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙熱環(huán)境的模型進行模擬計算,通過對比模擬結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)驗證所建模型的合理性和正確性,然后采用數(shù)值模擬的方法研究飛機在飛行過程中的環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙內(nèi)熱環(huán)境變化的關(guān)系。實驗結(jié)果顯示在地面工況下采用環(huán)境控制系統(tǒng)對機艙內(nèi)熱環(huán)境進行控制時,冬季加溫過程中機艙內(nèi)空氣溫度分布存在明顯的垂直溫差現(xiàn)象,而夏季降溫過程中機艙內(nèi)溫度分布比較均勻。采用Simplorer軟件和Fluent軟件分別建立地面工況下飛機環(huán)境控制系統(tǒng)模型和機艙熱環(huán)境模型,并將兩個模型耦合起來進行模擬,模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好,因此所建模型使可靠的。采用數(shù)值模擬的方法研究飛機在飛行工況下環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙熱環(huán)境之間的關(guān)系,模擬結(jié)果顯示飛行工況下,在環(huán)境控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下,機艙內(nèi)的溫度分布比較均勻,機艙熱環(huán)境符合ASHRAE的標(biāo)準(zhǔn),人體熱舒適得到保證。因此本研究中采用的耦合模型和耦合模擬方法可以應(yīng)用在飛機環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙熱環(huán)境關(guān)系的相關(guān)研究當(dāng)中。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V245.3

【參考文獻】

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1 劉俊杰;李建民;李斐;沈忱;;大型客機座艙空調(diào)通風(fēng)實驗平臺搭建及實驗研究[J];天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2014年04期

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本文編號：1247205