【摘要】：火災(zāi)是影響飛機(jī)動(dòng)力艙安全的重要因素之一,艙內(nèi)火災(zāi)的抑制與消滅主要依靠飛機(jī)滅火系統(tǒng)完成,而氣體滅火系統(tǒng)由于所具備的清潔高效性,應(yīng)用最為成熟廣泛。氣體滅火系統(tǒng)有效性驗(yàn)證主要是通過(guò)探測(cè)滅火劑艙內(nèi)的濃度分布實(shí)現(xiàn),飛機(jī)滅火劑濃度測(cè)量技術(shù)是飛機(jī)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)與適航驗(yàn)證的核心和關(guān)鍵,目前通過(guò)美國(guó)FAA適航認(rèn)證的滅火劑濃度測(cè)量技術(shù)為基于壓差原理的滅火劑濃度測(cè)量技術(shù),它具有響應(yīng)快、濃度探測(cè)范圍寬、精度高的特點(diǎn),然而由于技術(shù)壁壘的存在,缺乏對(duì)壓差法濃度測(cè)量技術(shù)原理深入探究。本文將從理論分析出發(fā),研發(fā)滅火劑濃度測(cè)量設(shè)備,并研究濃度測(cè)量過(guò)程中的重要影響因素,從而對(duì)壓差法濃度測(cè)量技術(shù)較為全面的研究分析,為基于壓差原理的滅火劑濃度測(cè)量設(shè)備研發(fā)提供技術(shù)支撐。論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下方面:建立了壓差法滅火劑濃度測(cè)量技術(shù)理論模型,揭示了壓差法濃度測(cè)量技術(shù)的探測(cè)機(jī)理�；谇叭搜芯�,推導(dǎo)建立了壓差法物理模型,明確了模型中參數(shù)的物理意義,深入分析了溫度參數(shù)、氣體參數(shù)以及幾何參數(shù)對(duì)測(cè)量性能的影響。溫度波動(dòng)的相對(duì)變化△T/T是壓差波動(dòng)的相對(duì)變化△Pd/Pd的兩倍,提升溫度對(duì)降低壓差波動(dòng)作用較小,降低溫度波動(dòng)是提高設(shè)備穩(wěn)定性最有效方式;氣體參數(shù)決定了壓差隨濃度變化的趨勢(shì),溫度及幾何參數(shù)只是起到放大作用;幾何參數(shù)項(xiàng)的增大可增大壓差并提高設(shè)備靈敏度,結(jié)合溫度及氣體參數(shù)項(xiàng)的研究,給出了幾何參數(shù)項(xiàng)中各幾何尺寸的取值范圍,闡明了壓差法濃度測(cè)量設(shè)備研發(fā)思路。研發(fā)了壓差法滅火劑濃度測(cè)量設(shè)備,驗(yàn)證了理論模型的正確性,分析了測(cè)量設(shè)備傳感特性。氣體粘度的修正后,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值吻合,驗(yàn)證了壓差法理論模型的正確性;同時(shí),鑒于實(shí)際應(yīng)用中準(zhǔn)確的氣體物性參數(shù)難以獲得,文中建立了壓差法的擬合模型實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量設(shè)備標(biāo)定。分析了所研制測(cè)量設(shè)備的精度、穩(wěn)定性、靈敏度以及響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間。隨著濃度的升高,靈敏度降低,精度降低;測(cè)量設(shè)備具備穩(wěn)定性高、重復(fù)性好的特點(diǎn),測(cè)量設(shè)備絕對(duì)誤差不超過(guò)0.3%(0-30%),1%(30-100%),響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間最低可小于0.1s,低濃度區(qū)域精度以及響應(yīng)時(shí)間高于FAA公開(kāi)報(bào)道的設(shè)備參數(shù)。研究分析了壓差法濃度測(cè)量過(guò)程中重要影響因素。分析了測(cè)量設(shè)備限流結(jié)構(gòu)喉口尺寸、采樣尺寸以及溫度和濕度對(duì)探測(cè)技術(shù)的影響。探測(cè)過(guò)程中滅火劑在測(cè)量設(shè)備中的流動(dòng)過(guò)程分析,建立了遲滯時(shí)間模型,揭示了響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間的變化規(guī)律,同一幾何尺寸下恢復(fù)時(shí)間要長(zhǎng)于響應(yīng)時(shí)間,響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間隨著濃度升高而升高,響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間隨著限流結(jié)構(gòu)喉口直徑的增大以及采樣管長(zhǎng)度和內(nèi)直徑的減小而減小,響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間最低可小于0.1s;溫度對(duì)低濃度區(qū)域響應(yīng)的影響是線性的,而高濃度區(qū)域?yàn)榉蔷�性的;濕度對(duì)測(cè)量設(shè)備響應(yīng)值的影響很小。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V244.12
【圖文】：

分布的發(fā)動(dòng)機(jī)組件區(qū)、會(huì)稀釋滅火劑濃度的空氣流動(dòng)區(qū)、熱空氣管附近區(qū)域以及逡逑發(fā)動(dòng)機(jī)艙中位置較低區(qū)域，該區(qū)域容易聚集易燃物。其中在初步調(diào)查滅火劑濃度逡逑的總體分布時(shí)，可以采用圖１．１任意一種，之后再根據(jù)全局的調(diào)查結(jié)果確定進(jìn)一逡逑步探測(cè)的位置，或者滅火劑噴嘴是否需要調(diào)整位置。初步調(diào)查的兩種布置方式如逡逑下。逡逑ａ）

逡逑圖１．１初期實(shí)驗(yàn)探測(cè)點(diǎn)位置布局圖逡逑１２路通道采樣管的尺寸應(yīng)保持長(zhǎng)度一致，首先確定最長(zhǎng)采樣通道的長(zhǎng)度，逡逑其他通道采樣管長(zhǎng)度要與之一致，這樣才可以確保從采樣點(diǎn)到分析儀氣體流動(dòng)的逡逑延遲時(shí)間相同，保證各個(gè)探測(cè)點(diǎn)濃度為同時(shí)測(cè)量的。此外，采樣管卷曲放置時(shí)需逡逑保證足夠直徑以降低管路損失。采氣端應(yīng)保持清潔，在實(shí)驗(yàn)之前需要對(duì)所有采樣逡逑管線采用高壓空氣或氮?dú)馇鍧�，而且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要不斷的觀察開(kāi)口采氣端逡逑的位置和清潔度，以防止有污染物進(jìn)入管道，造成濃度測(cè)量裝置內(nèi)部元件阻塞造逡逑成設(shè)備的損壞。另外，采樣通道的采氣端應(yīng)垂直于當(dāng)?shù)乜諝饬鲃?dòng)方向，且采氣端逡逑不應(yīng)固定于噴嘴附近位置

＼Ｖ邐／—＾真空軟管（３根》逡逑a傻奐鍬跡甲婕騷D印件機(jī)鍵盤逡逑圖１．２ＨａｌｏｎｙｚｅｒＩＩ氣體分析儀［５０］逡逑表１．邋３中給出了基于壓差法的滅火劑濃度測(cè)量設(shè)備隨時(shí)間的發(fā)展變化。逡逑表１．３滅火劑濃度測(cè)量設(shè)備的發(fā)展變化逡逑美國(guó)空邋Ｎｅｗ邋和邋Ｈｏｕｇｈ邋Ｄｅｍａｒｅｅ邋Ｃｈａｍｂｅｒｌａｉｎ邋Ｗｉｌｌｉａｍ逡逑軍邋Ｍｉｄｄｌｅｓｗｏｒｔｈ邐和邐Ｍｅｓｅｒｖｅ邋和逡逑Ｄｉｅｒｄｏｒｆ邐Ｄｕａｎｅ逡逑型號(hào)邐Ｍｏｄｅｌ邋ＧＡ－１邋Ｍｏｄｅｌ邋Ｍｏｄｅｌ邋Ｍｏｄｅｌ邋ＧＡ－邋Ｈａｌｏｎｙｚｅｒ逡逑ＧＡ－２Ａ邋ＧＡ－２Ａ邐２Ａ邐（１９８８ａ）逡逑時(shí)間邐１９４７邐１９５３邐１９５９邐１９５９邐１９７０邐１９９５逡逑操作溫度邐３７．８邐未知邐１］６°Ｃ邐１２１．１°Ｃ邐１２１．１°Ｃ邐未知逡逑探測(cè)通道邐１８路邋１２路邋１２路邐１２路邐１２路逡逑響應(yīng)時(shí)間邐０．１ｓ邐０．２５ｓ逡逑（Ｃ0２）邐（ＣＢｒＦ３）逡逑是否可飛邋否邐是是是邐是邐是逡逑行實(shí)驗(yàn)邐逡逑國(guó)內(nèi)由于航空事業(yè)起步較晚，飛機(jī)防火領(lǐng)域處于剛剛起步階段，針對(duì)壓差法逡逑的滅火劑濃度測(cè)量設(shè)備的研究較少，處于探索階段，國(guó)內(nèi)學(xué)者趙蘭明、趙建華以逡逑及宋志兵等人研究了壓差法濃度測(cè)量技術(shù)，但由于壓差法理論不明確，采用的探逡逑測(cè)理論也不同，學(xué)者趙蘭明［５２］基于氣體粘度變化引起壓差不同的原理對(duì)ｃｏ２氣逡逑體濃度進(jìn)行了測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)全濃度范圍的Ｃ０２進(jìn)行探測(cè)，測(cè)量誤差小于２％ＦＳ。逡逑但是與ＦＡＡ的方法不同，他是在定流量情況下通過(guò)氣體組分粘度的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)逡逑氣體濃度的測(cè)量

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2765950