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        基于RFID的昭通木刻版畫甲馬管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)測試

        2017-06-30 03:52:27韓梅龔吉雯
        科技視界 2017年5期

        韓梅 龔吉雯

        【摘 要】以STAR-CCM+軟件為計(jì)算平臺,本文對某民用客機(jī)混合腔構(gòu)型的混合性能、壓降及溫度損失進(jìn)行研究。結(jié)果表明,空氣通過混合腔產(chǎn)生的最大壓降小于設(shè)計(jì)要求的最大壓降值1mbar,空氣通過混合腔本體產(chǎn)生的溫度損失為0.55K,滿足設(shè)計(jì)要求。

        【關(guān)鍵詞】混合腔;壓降;溫度損失

        0 引言

        民用客機(jī)空氣分配系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)將一定流量、溫度和壓力的空調(diào)供氣,通過低壓管路輸送至飛機(jī)客艙及駕駛艙區(qū)域,以滿足座艙通風(fēng)、增壓和溫度調(diào)節(jié)的要求。混合腔作為飛機(jī)空氣分配系統(tǒng)中的重要部件,主要功能是將制冷組件的新鮮空氣與再循環(huán)空氣充分混合后供往飛機(jī)的各個艙區(qū)[1]。衡量混合腔設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要指標(biāo)包括:冷熱空氣混合的均勻度、空氣流經(jīng)混合腔所產(chǎn)生的壓降及溫度損失。為保證飛機(jī)具有較高的經(jīng)濟(jì)性,要求進(jìn)入混合腔的空氣充分混合的同時,產(chǎn)生的壓降和溫度損失均能符合設(shè)計(jì)預(yù)期。

        本文以民用客機(jī)混合腔為研究對象,采用STAR-CCM+軟件對混合腔內(nèi)的流場及溫度場進(jìn)行研究,分析此混合腔構(gòu)型的混合性能、壓降及溫度損失,驗(yàn)證混合腔的設(shè)計(jì)是否滿足需求。

        1 工作原理與設(shè)計(jì)需求

        1.1 工作原理

        混合腔的入口為制冷組件接口和再循環(huán)系統(tǒng)接口,氣源為來自制冷組件的新鮮空氣與來自客艙的再循環(huán)空氣??諝馔ㄟ^混合腔后,經(jīng)分配管路輸送至飛機(jī)客艙及駕駛艙區(qū)域,客艙以再循環(huán)艙為界分為前、后兩個艙室,個人通風(fēng)為單獨(dú)送風(fēng),因此混合腔出口包括與前客艙接口、與后客艙接口、與個人通風(fēng)接口及與駕駛艙接口。由于客艙供氣量較大,為便于對客艙供氣流量進(jìn)行分配,混合腔所有進(jìn)出口除與駕駛艙接口外,均設(shè)置為左右側(cè)各一個。混合腔共計(jì)4個入口,7個出口,具體設(shè)計(jì)外形如圖1所示。

        1.2 設(shè)計(jì)需求

        為保證空氣分配系統(tǒng)的性能,對混合腔的設(shè)計(jì)指標(biāo)提出了以下需求:

        1)空氣從入口至混合腔出口整個混合階段產(chǎn)生的最大壓降小于1mbar;

        2)空氣從混合腔預(yù)混段出口至混合腔出口產(chǎn)生的最大溫降小于1℃。

        2 仿真計(jì)算

        2.1 網(wǎng)格劃分

        采用多面體網(wǎng)格劃分法劃分模型,邊界層設(shè)置為3層,對內(nèi)部孔板、擋板等局部細(xì)節(jié)區(qū)域進(jìn)行加密處理,模型的網(wǎng)格劃分如圖2所示。

        2.2 邊界條件

        (1)混合腔入口設(shè)置為質(zhì)量流量入口。每個制冷組件供氣入口流量為0.45kg/s,溫度為0.9℃;每個再循環(huán)供氣入口流量為0.297kg/s,溫度為29℃。

        (2)考慮地面狀態(tài),混合腔出口設(shè)置為壓力出口,壓力值為101325Pa。

        (3)混合腔本體設(shè)置為對流邊界,依據(jù)混合腔外部隔熱層材料和厚度,計(jì)算得到等效傳熱系數(shù)值為2.815W/m2·K[2]。

        2.3 仿真結(jié)果及分析

        2.3.1 混合腔流場分析

        2.3.2 混合腔性能分析

        混合腔的性能指標(biāo)主要包括空氣從入口至混合腔出口整個混合階段產(chǎn)生的壓力損失及空氣從混合腔預(yù)混段出口至混合腔出口產(chǎn)生的溫度損失,其中混合腔預(yù)混段為將來自制冷組件的空氣與再循環(huán)空氣進(jìn)行初步混合的裝置。本文通過評估混合腔進(jìn)出口間的壓力損失及預(yù)混段至出口處的溫度損失,對混合腔進(jìn)行性能分析?;旌锨桓魅肟谂c出口間的壓差值如圖4所示?;旌锨贿M(jìn)出口的溫度值如圖5所示。

        由計(jì)算結(jié)果可知,空氣通過混合腔產(chǎn)生的最大壓降小于設(shè)計(jì)要求的最大壓降值1mbar,小于設(shè)計(jì)要求的最大壓降值1mbar?;旌锨活A(yù)混段出口平均溫度為283.02K,混合腔出口平均溫度為283.57K,空氣通過混合腔本體產(chǎn)生的溫度損失為0.55K,小于設(shè)計(jì)要求的最大溫度損失1℃。

        3 結(jié)語

        本文基于STAR-CCM+軟件,對某民用客機(jī)混合腔構(gòu)型的混合性能、壓降及溫度損失進(jìn)行研究??諝馔ㄟ^混合腔產(chǎn)生的最大壓降為709.07Pa,空氣通過混合腔本體產(chǎn)生的溫度損失為0.55K,滿足設(shè)計(jì)要求,此研究為混合腔的設(shè)計(jì)提供了重要支持。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]張存.基于CFD仿真的某大型客機(jī)混合腔設(shè)計(jì)[J].中國科技信息,2014(14): 39-40.

        [2]楊世銘,陶文銓.傳熱學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006:459-466.

        [責(zé)任編輯:朱麗娜]

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