Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи icon

Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи




Скачати 97.65 Kb.
НазваУмови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи
Дата17.08.2012
Розмір97.65 Kb.
ТипДокументи



В існик НАУ. 2004. № 1

УДК 629.7.048.7

О.І. Хлистун, канд. техн. наук

УМОВИ ЗАХИСТУ ЛІХТАРЯ ПОВІТРЯНОГО СУДНА ВІД КОНДЕНСАЦІЇ ВОЛОГИ


Аерокосмічний інститут НАУ, e-mail: ggsps@nau.edu.ua

Викладено методику визначення розрахункових умов для вибору конструктивних параметрів теплового захисту засклення герметичної кабіни повітряного судна від конденсації парів води..

Вступ

Під час польоту висотного повітряного судна (ПС) на внутрішніх поверхнях засклення герме-тичної кабіни (ГК) може утворюватися суцільний шар конденсату води у рідинній фазі або льоду. Такі явища є недопустимими для ліхтаря кабіни екіпажу (КЕ) з погляду безпеки польоту ПС.

Захист засклення ГК здійснюють підтриманням температури внутрішньої поверхні скла вище температури точки роси. Для цього використовують повітряно-тепловий або електро-тепловий способи обігріву поверхні скла. Для підбору необхідних проектних параметрів теплового захисту скла початковим пунктом є визначення розрахункових умов, за які потрібна максимальна теплова потужність системи обігріву.

^ Постановка завдання

Запропонована в 1945 р. методика розрахунку повітряно-теплового захисту скла до теперішнього часу використовується в практиці літакобудування [1]. Відповідності з цієї методики проектні параметри захисту скла визначають для розрахункових умов, коли потрібна максимальна теплова потужність системи кондиціювання повітря (СКП).

Крім того, під час визначення вологовмісту в повітрі ГК не враховують втрату води у вологовіддільнику (ВВ) СКП, надходження вологи з рециркуляційним повітрям, електрообігрів скла.

Такі теплові системи не забезпечують захист скла у всьому діапазоні очікуваних умов експлуатації ПС. Так, за експлуатаційними даними в тропічних країнах з вологим кліматом під час зниження ПС, обладнаного системою повітряно-теплового захисту з параметрами, визначеними за цією методикою, відбувалися випадки прак-тично миттєвого утворення рідинної плівки на внутрішніх поверхнях скла ліхтаря КЕ, що приз- водило до суттєвого ускладнення пілотування ПС. Це свідчить про недостатність захисту скла.

З’ясуємо умови і причини, за які пари води конденсуються на внутрішніх поверхнях заск-лення ГК ПС.

^ Формування умов вологості в герметичній кабіні повітряного судна

Вологовміст у ГК ПС визначимо відповідно до закону збереження маси речовини для стаціонарних умов (рис. 1).

Запишемо умови балансу масових витрат вологи:

– витрата вологи для змішувача:

, (1)

де , – витрати вологи, що надходить з кондиційованим повітрям у КЕ і пасажирську кабіну (ПК) відповідно; , – витрати вологи, яка надходить у змішувач, із рециркуляційним і атмосферним повітрям відповідно;

– витрата вологи для КЕ:

, (2)

де – витрата вологи з повітрям, витічним із КЕ; – витрата вологи, яка надходить від екіпажу.

– витрата вологи для ПК:

, (3)

де – витрата вологи з повітрям, залишаючим ПК; – витрата вологи, яка надходить від пасажирів;

– витрата вологи, яка міститься в повітрі:

, (4)

де – масовий вологовміст, визначуваний як масова кількість водяної пари на одиницю маси сухої частини вологого повітря; – масова витрата повітря.


Рис. 1. Схема проходження вологи через СКП ПС:

МДУ – маршова двигунова установка; Т – турбіна; З – змішувач; Р – рециркуляція

– витрата вологи, яка надходить від людей:

, (5)

де n – кількість людей; – масова витрата вологи, яка надходить від однієї людини.

З урахуванням формул (4), (5) рівняння
(1)–(3) набувають вигляду:

; (6)

; (7)

, (8)

де , , , – масовий вологовміст у змішувачі, за ВВ, у ПК і КЕ; , , , – витрата атмосферного, рециркуляційного, кондиційованого повітря в КЕ і ПК; = 35 г/год; = 50 г/год.

З рівнянь (6)–(8) після елементарних перетворень з урахуванням уведених скорочень можна знайти:

– залежність для визначення вологовмісту в змішувачі:



де – коефіцієнт проходження вологи через холодильну установку, визначуваний термодинамічним розрахунком холодильної установки СКП:

;

– вологовміст атмосферного повітря, визначуваний розрахунковими умовами атмосфери; ε – співвідношення витрат кондиційованого повітря в КЕ і ПК:

;

– ступінь рециркуляції повітря в СКП:

,

– кількість пасажирів; – масова витрата вологи, яка надходить від одного пасажира; – вологовміст у змішувачі при насиченні, визначуваний параметрами вологого повітря в змішувачі:

– залежність для визначення вологовмісту у КЕ:

, (9)

– кількість членів екіпажу; – масова вит-рата вологи, яка надходить від одного члена екіпажу ( = 50 г/год);

– залежність для визначення вологовмісту в ПК:

. (10)

^ Вибір розрахункових умов
для захисту засклення герметичної кабіни


Розрахункові умови будемо шукати серед таких температурно-вологісних умов атмосфери, за які потрібна максимальна теплова потужність для захисту засклення ГК.

Тиск повітря, який підтримується в ГК висотних ПС для забезпечення потрібних умов життєдіяль-ності людей, вище атмосферного, і його величину звичайно задамо у вигляді лінійної залежності:


, (11)

де , – тиск повітря в ГК і атмосфері відповідно; a, b – постійні коефіцієнти, які є параметрами закону регулювання тиску повітря в ГК.

Відповідно до термодинамічних властивостей вологого повітря тиск насиченої водяної пари у вологому повітрі визначається тільки температурою повітря і не залежить від його тиску [2].

Масовий вологовміст у повітрі при насиченні залежно від тиску водяної пари може бути визначений за формулою [2]:

. (12)

де – тиск водяної пари у разі насичення.

Оскільки більші значення тиску водяної пари при насиченні відповідають більшим температурам вологого повітря, із залежності (12) вип-ливає, що при насиченні однаковим масовим вологовмістам для більших значень атмосферного тиску відповідають більші значення температури точки роси .

Причиною конденсації пари води в ліхтарі ПС є взаємодія повітря з високим вологовмістом з охолодженою поверхністю засклення при підвищенному тиску в ГК. Максимально інтенсивна конденсація пари води можлива у вологому тропічному поясі на етапі зниження ПС з висоти крейсерського польота.

Із очікуваних умов експлуатації ПС можна визначити умови, в яких температура атмосфери залежно від висоти над рівнем моря максимальна при максимальній відносній вологості φ.

Звичайно ця залежність є лінійною, і має такий вигляд:

, (13)

де – температура атмосфери на рівні моря (= 35oC; при = 100%: );  – коефіцієнт змінення температури (= 5,2 oC/км); h – висота над рівнем моря.

Вологовміст атмосферного повітря при насиченні залежно від висоти розраховуємо за виразом:

, (14)

де – тиск насичення пари води в повітрі атмосфери, визначений залежно від висоти через температуру атмосфери:

.

При позитивних температурах для визначення тиску насичення може бути використана формула [3]:

. (15)

Тиск повітря в нижніх шарах атмосфери розраховується за формулою [4]:

. (16)

де – тиск атмосфери на рівні моря.

Після підстановки у вираз (14) рівнянь (13), (15), (16) визначаємо залежність вологовмісту атмосферного повітря при насиченні від висоти .

За законом регулювання тиску повітря в ГК (11), з урахуванням формули (16), знаходимо залежність тиску повітря в ГК від висоти .

Вологовміст повітря в зонах КЕ і ПК герметичної кабіни ПС обчислюємо за формулами (9), (10).

Залежність температури точки роси в КЕ і ПК від висоти визначаємо за тиском і вологовмісту у КЕ і ПК (індекс відповідає умовам у КЕ чи ПК). Для цього можно використати формулу (15).

За вологовмістом і тиском визначаємо тиск водяної пари в КЕ:

.

З формули (15) знаходимо залежність температури точки роси у КЕ і ПК від висоти



чи



за умови:

> 530,5 Па.

Температуру поверхні скла в КЕ і ПК визначаємо залежно від висоти польоту в результаті розрахунку теплового потока через засклення для розглядуваних температурних умов атмос-фери , умов польоту ПС і завданої температури повітря в КЕ (= const).

За відомими залежностями и визначаємо різницю температур

.

Якщо в усьому діапазоні висот польоту ПС, тепловий захист скла не потребується.

У разі існування області висот, в якій , шукається і відповідні умови польоту ПС, розрахункові для проектування теплового захисту скла.

^ Розрахунок параметрів вологого повітря
в кабіні екіпажу


Розрахунок параметрів вологого повітря проводили для типових даних СКП сучасного пасажирського літка:

– подача свіжого повітря на одного пасажира:

20 кг/(год·пас.);

– ступінь рециркуляції повітря в СКП: ;

– співвідношення витрат кондиційованого повітря в КЕ і ПК: 35 ; 50 кг/(год·пас.);

– коефіцієнт проходження вологи через холодильну установку: ;

– максимальна температура тропічного поясу при = 100%;

– висота польоту: h = 2 – 5 км.

Визначені атмосферна волога і волога, яка виділяється пасажирами і екіпажем у КЕ, показано на рис. 2.



Рис. 2. Розрахунковий вологовміст у КЕ:

1 – атмосфера; 2 – екіпаж; 3 – пасажири

Визначені температурно-вологісні умови в КЕ по висоті польоту показано на рис. 3 і в таблиці.


Рис. 3. Розрахункові температури точки роси у КЕ:
1; 2
Розрахункові параметри повітря
у вологих тропіках
h,
км
,
oC
,
г/кг
,
г/кг
,
Па
,
o
C
2

24,6

23,8

28,0

4276

30,9
3

19,4

20

24,2

3622

27,4
4

14,2

16,4

20,6

3027

24,0
5

9

13,1

17,3

2498

20,6

Висновки

Запропонована методика дозволяє визначити розрахункові умови для вибору конструктивних параметрів теплового захисту засклення ГК ПС від конденсації пари води з урахуванням пара-метрів повітря атмосфери і ГК ПС.

Для пасажирського літака визначено, що вологовміст в повітрі КЕ переважно формує атмос-ферна волога.

Показано, що при максимальних температурі і вологості в тропічному поясі на висоті польоту 2–5 км можуть виникати умови для конденсації вологи на внутрішніх поверхнях КЕ.

Список лiтератури

1. Егоров М.С., Гершкович А.М. Герметическая кабина самолетов и их оборудование // Тр. ЛИИ. – М.: Изд-во бюро новой техники НКАП, 1945. – № 9. – 129 с.

2. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. – М.: Энергия, 1974. – 448 с.

3. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. – М.: Стройиздат, 1985. – 367 с.

4. Системы оборудования летательных аппа-ратов / Под ред. А.М. Матвиенко. – М.: Машино-

строение, 1986. – 368 с.

Cтаття надійшла до редакції 22.12.03.

А.И. Хлистун

Условия защиты фонаря воздушного судна от конденсации влаги

Изложена методика определения расчетных условий для выбора конструктивных параметров тепловой защиты остекления герметической кабины воздушного судна от конденсации паров воды.



O.I. Khlystun

Conditions of aircraft cockpit protection against moisture condensation

Presented is the methodic of rated conditions determination for the design parameters choice of aircraft hermetic cabin glazing heat protection against water condensation.

Схожі:

Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconМетод параметричної ідентифікації математичної моделі температурних режимів кабіни повітряного судна
Розглянуто застосування методу параметрічної ідентифікації для визначення теплофізичних характеристик кабіни повітряного судна. У...
Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconАуд. 645) Судна на підводних крилах Судна спеціального призначення Вам, дипломники! ( ауд. 545)

Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconПитання підсумкового контролю
Плавучість и умови рівноваги судна. Вантажна марка. Марки заглиблення. Запас плавучості. Вантажна шкала. Криві плавкості. Криві елементів...
Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconКонтрольные вопросы по дисциплине «Мореходные качества судна» для 3-го курса заочной формы обучения я специальности «Судовождение» ст преподаватель Хлопецкая Лариса Федоровна
Какое различие между понятиями «угол дифферента» и «дифферент судна» и какая связь между этими величинами?
Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconКонтрольні питання з дисципліни «Англійська мова професійного спрямування» для 3 курсу заочної форми навчання спеціальності «Експлуатація суднових енергетичних установок» старший викладач Самойленко Олена Леонідівна
Корпусні частини судна. Морська термінологія, що відноситься до судна І його житловим приміщенням англійською мовою. Суднові приміщення...
Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconСтрахування від нещасних випадків на транспорті
Указу Президії Верховної Ради СРСР від 04. 06. 1982 "Про державне обов`язкове страхування пасажирів повітряного, залізничного, морського,...
Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconМ. В. Купчик визначення кута встановлення лопатей повітряного гвинта при оцінці технічного стану турбогвинтових двигунів
Розглянуто визначення кутового положення лопатей повітряного гвинта при оцінці технічного стану турбогвинтової силової установки...
Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconУдк 621. 391. 2 Ю. В. Зайцев людський чинник – домінанта рівня експлуатаційної безпеки управління повітряного руху
Для виявлення професійної придатності. Проведена оцінка швидкості переробки інформації людиною з урахуванням властивостей основних...
Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconЛекція Політика безпеки Поняття політики безпеки
Фундаментальним поняттям захисту інформації є політика безпеки (ПБ) або політика захисту. Важливість цього поняття важко переоцінити...
Умови захисту ліхтаря повітряного судна від конденсації вологи iconТема: Глаукома
Виявлено блефароспазм, мішану ін’єкцію, ціліарну болісність, помутніння вологи передньої камери, зміну кольору та малюнку райдужки....
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи