Конструкция и эксплуатация систем кондиционирования воздуха магистральных пассажирских самолетов
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
? углерода - до 50 мг/м3. При отсутствии вентиляции достижение концентрацией СО2 значения, принятого в качестве гигиенического норматива, происходит существенно быстрее, чем концентрациями других, более токсичных веществ их предельно допустимых концентраций.
В качестве критерия чистоты воздуха для жилых и общественных зданий приняты следующие значения концентрации углекислого газа: 0,1 % (по объёму) для помещений с постоянным пребыванием людей; 0,125 % для помещений с периодическим пребыванием людей; 0,2 % для помещений с кратковременным пребыванием людей. Такие же значения приняты при расчёте судовых СКВ. Для сравнения можно указать, что допустимая концентрация углекислого газа в обитаемых отсеках ЛА 0,3 %, на подводных лодках 0,5 %. Указанные значения объёмной концентрации являются средневзвешенными, т.е. рассчитаны при условии равномерного распределения газовой примеси по объёму.
Допустимые значения концентрации углекислого газа в кабинах самолетов в настоящее время не нормированы, но в ЕНЛГС [5] указано, что расход подаваемого в кабину воздуха при половине отказавших источников наддува должен быть не менее 12 кг/ч на одного пассажира и 24 кг/ч на одного члена экипажа. Эти значения расхода соответствуют средневзвешенной концентрации углекислого газа не более 0,25 и 0,14 % соответственно, что при штатной работе СКВ даёт такие же значения гигиенического норматива, как и для общественных зданий и морских и речных судов.
Анализ данных, приведённых в табл. 1, показывает, что в пассажирских самолётах значения подачи воздуха, определённые из условия поддержания заданного теплового режима в ГК, обычно превышают значения, необходимые для обеспечения требуемого газового состава воздуха.
Таблица 1. Характеристика вентиляции кабин некоторых пассажирских самолётов
ПараметрТип самолётаИл-62Ил-86Ил-96Ту-134Ту-154Ту-204Ан-24Як-40Як-42Подача воздуха на пассажира, кг/ч364025,7*27…3025…3030*2428…3337,5
Условные обозначения:
*СКВ с частичной рециркуляцией кабинного воздуха
2. ОСНОВНЫЕ АГРЕГАТЫ АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
.1 Теплообменные аппараты
Теплообменным аппаратом (теплообменником) называется агрегат, в котором происходит процесс передачи теплоты от среды с большей температурой к среде с меньшей температурой [2].
В СКВ применяются следующие типы теплообменников:
воздухо-воздушные (ВВТ);
топливовоздушные (ТВТ), в которых охлаждение воздуха происходит с помощью топлива, подаваемого из баков в двигатели самолета;
испарительные, в которых охлаждение воздуха происходит в результате изменения агрегатного состояния хладоносителя (воды, водоспиртовых смесей, сжиженных газов и т.п.).
Анализ современных СКВ показывает, что масса теплообменников на некоторых самолётах достигает 30 % массы системы [2].
Авиационные теплообменники характеризуются максимальной интенсификацией теплообмена, минимальными габаритными размерами и гидравлическим сопротивлением. Это обусловливает применение в их конструкции тонкостенных элементов и, следовательно, усложнение технологии изготовления.
В зависимости от направления относительного движения теплоносителей теплообменники бывают прямоточные, противоточные и перекрёстноточные. В прямоточных теплообменниках тепло- и хладоносители движутся параллельно в одном направлении друг с другом, поэтому разность температур по длине теплопередающей поверхности уменьшается (один поток охлаждается, а другой - нагревается); этот тип теплообменников наименее эффективен. В противоточном теплообменнике потоки движутся навстречу друг другу, при этом разность температур мало изменяется и теоретически можно охладить теплоноситель до входной температуры хладоносителя. Однако реализовать конструкцию противоточного компактного авиационного теплообменника не всегда удаётся. Поэтому на практике очень часто применяют перекрёстноточные многоходовые теплообменники. В перекрёстноточном многоходовом теплообменнике (при двух-трёх ходах) удаётся обеспечить практически ту же эффективность, что и в противоточном. Обобщенной характеристикой совершенства теплообменника является его эффективность, или температурный КПД ?, представляющий собой отношение количества переданной теплоты Q к максимально возможному её значению Qmax.
Эффективность теплообменника зависит от относительного движения теплоносителей, отношения водяных эквивалентов и совершенства теплообменной поверхности.
Современные теплообменники характеризуются значениями коэффициента теплопередачи kт. ср = 75...140 Вт/(м2К) [6]. Эффективность теплообменника ? = 0,5...0,95 и зависит в основном от его конструкции и соотношения водяных эквивалентов холодного и горячего потоков.
Выбор размеров теплообменника производится в каждом конкретном случае с учётом условий его компоновки на самолёте.
По конструктивному оформлению теплопередающей поверхности теплообменники можно разделить на две группы: трубчатые и пластинчатые.
В трубчатых теплообменниках горячий воздух высокого давления проходит внутри трубок, а хладоноситель - между трубок.
Большое распространение благодаря высокой интенсификации теплообмена, компактности и простоте изготовления получили пластинчато-ребристые теплообменники.
В пластинчато-ребристых теплообменниках теплопередающая поверхность состоит из плоских листов, между которыми располагаются гофрированные листы. Гофры, соединяя плоские листы в монол?/p>