资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.1,系统及制冷循环简介,3.2,三轮ACM组件的参数分析,3.3,系统设计,飞机ECS,3 三轮高压除水系统设计:,目录,3.1 系统及制冷循环简介,PHX,COMP,SHX,RHE,COND,WE,RHE,TURB,COND,3.1 系统及制冷循环简介,发压进口,3.1 系统及制冷循环简介,优点,（与,升压式、,简单式比较）,升压式,:地面停,飞,及低速飞行时，HX缺乏冲压空气，系统制冷性能差,简单式：解决了升压式的缺点，但要求较高供气压力，使,气源型式的选择及使用高度受到限制,三轮式：吸收了前二者的优点，在旅客机、直升机、轰炸机上获得较多应用。,3.1 系统及制冷循环简介,结构复杂,对风扇、压气机叶型要求高,在整个使用包线范围内：,协调风扇变负荷与压气机基本定负荷之间的矛盾,风扇、压气机功率分配,困难,体积、重量相对较大,3.2 三轮ACM组件的,参数分析,3.2.1 三轮ACM组件的共同工作条件,3.2.2 压气机,c,、涡轮,t,3.2.3 风扇功率平衡,热边流量相等,3.2 三轮ACM组件的,参数分析,3.2.1 三轮ACM组件的共同工作条件,转速相等,下标：,t,涡轮，,c,压气机，,f,风扇,功率平衡,3.2.1 三轮ACM组件的共同工作条件,P,te,对风扇的分配比，对于三轮组件, 一般15左右给风扇，85左右给压气机,三轮,ACM,组件机械效率,m,0.930.97,设计工况下，可按经验预先初选,3.2.2 压气机,c,、涡轮,t,3.2 三轮ACM组件的,参数分析,对压气机,3.2 三轮ACM组件的,参数分析,对涡轮,(4),(7)入（3）：,3.2.2 压气机,c,、涡轮,t,假定涡轮出口干工况时计算出的涡轮出口温度,3.2 三轮ACM组件的,参数分析,t,、,c,一般可取在0.70.8之间,3.2.2 压气机,c,、涡轮,t, 定义涡轮、压气机组件膨胀比,b,3.2.2 压气机,c,、涡轮,t,可初选为,1.06,左右,3.2 三轮ACM组件的,参数分析,3.2.3 风扇功率平衡,风扇总压降,p,ft,= 其,进口总压,其,出口总压,风扇总压,效率,ft,风扇有效总功率,q,v,p,ft,风扇体积流量,3.2.3 风扇功率平衡,由式,（2）&(11),由式,（6）、,（,7,）、,(12),3.3.1 给定条件,3.3,系统设计计算,3.3.2,几个公式,飞行条件,H,、,M,H,环境设计含湿量,d,H,发压绝热效率,ec,及,引气处压缩比,ec,座舱、设备舱,T,c,、p,c,，热载荷,Q,乘员数（对客机）,3.3.3,设计计算的一般步骤,3.3,系统设计计算,3.3.2,几个公式,干工况,3.3,系统设计计算,3.3.2,几个公式,湿工况,冰,工况,0,时冰的融化热,335kJ/kg,游离水量,游离冰量,水的比热,冰的比热,2.039kJ/kgK,(1)引气量,q,m1,3.3,系统设计计算,3.3.3 设计计算的一般步骤,B757/767,A320/330/340实际工况:,14,座舱：,t,c,05,电子设备舱：70,按,Q,对于客机，还要按乘员,q,m1b,q,m1,max,q,m1a,q,m1b,及系统出口,t,10,(2)点0处温度、压力,3.3.3 设计计算的一般步骤,总温,总压,静温,亚音速进气道,(0.30.5),M,H,进气道总压恢复系数，,亚音速进气道：,0.950.98,静压,(k-1)/2,推导,h*c,p,T*=v,2,/2=(M,H,a),2,/2 a =(kRT),1/2,(3)点1处,T、p,3.3.3 设计计算的一般步骤,(4)点10处（系统出口）,p、d, 设,系统出口达到饱和：,d,10,d,s10,选取,COND,冷边出口至座舱压降,p,10c,一般,2060kPa,T,10,p,ws10,3.3.3 设计计算的一般步骤,(4)点10处（系统出口）,p、d,对于无再热循环，,d,10,最大,饱和含湿量；点,14、8,未饱和；点,5可能,饱和、可能未饱和；点,6、7过,饱和；点,9,过饱和且含游离冰粒,(5)选取PHX的,PHX,、热边,p,PHX1,p,2,、T,2,3.3.3 设计计算的一般步骤,PHX,的选取一般使,t,3,250,，以保证,SHX,为铝质，并,满足,在高空巡航时的座舱加热要求，一般使,t,2,d,h, 未饱和, 取,d,5,d,h,若此,d,s5,d,h, 过饱和, 取,d,5,d,s5,比较,h,5,与,h,5,。若不符合，用,h,5,和,d,5,t,5,重复以上步骤,由式(16a),h,5,由式(16b),h,5,3.3.3 设计计算的一般步骤,(18),由能量平衡，,h,5,、h,6,、h,10,h,9,点,10非过,饱和，,由,式,(16a),h,10,(19),由,h,9,、T,9,T,9,、,d,9,点,9过,饱和：假设一个,t,9,p,ws9,d,s9,：,由,d,9,(=,d,s9,)、,h,9,、式(16c),t,9,*,比较,t,9,与,t,9,*,。若不符合，令,t,9,t,9,*,重复以上步骤,3.3.3 设计计算的一般步骤,(20),验证,T,9,令式（16a）（16c）可得上式,比较,T,9,与,T,9,*,。若不符合，令,T,9, T,9,*,返回步骤,(9),，重新计算，直到满足要求为止。,3.3.3 设计计算的一般步骤,(21),选取PHX、SHX的流比 PHX、SHX冷边流量,(22) SHX,的修正效率,SHX,喷水系统效率：,0.951.0,冷凝出的水喷往,SHX的冷边入口，引起的,冷边入口降低,T,：,喷水后,SHX的冷边入口温度：,(23) SHX,的修正效率,SHX,（续）,3.3.3 设计计算的一般步骤,(24),REH、COND,的温度比参数和焓效率,3.3.3 设计计算的一般步骤,(25),选取,PHX、SHX,、,REH、COND,的流程数、材料、芯体部分型面，估算各换热器芯体部分尺寸、各换热器总质量,3.3.3 设计计算的一般步骤,芯体部分质量,(26),估算涡轮的尺寸、质量、安装空间要求,3.3.3 设计计算的一般步骤,(28),风扇选型及叶轮尺寸估算,(29),估算导管外经、质量,(30),估算系统性能代偿损失,(27),选择,p,st,(约束：,f, 1.05）,用式(11)和（13）计算风扇效率,已知,三轮高压除水系统,：,(1),H =,0 km;,M =,0,.,236;,p,H,=,1,.,013bar;,T,H,=,323 K;,d,H,=,0,.,019 kg/kg,da,(2)座舱参数为:,p,c,=,1.013bar,; T,c,=301 K；,Q14.5kW,(3),ec,3.7;,0.35,q,m1,= 1200 kg/h,(4),PHX,=0.83,SHX,=0.85,c,=0.7,t,=0.79,(5),p,9,1.4bar。,试计算,：涡轮出口干温度、涡轮出口实际温度、系统出口温度。,三轮高压除水系统设计大作业,
展开阅读全文