飞行器环境控制系统三轮高压除水系统设计计算PPT课件.pptx

飞行器环境控制系统是确保飞行器内部环境舒适与安全的关键组成部分，尤其在高空、高速的运行条件下，有效的除水系统对于防止结冰、保障设备正常运行至关重要。本课件重点介绍了三轮高压除水系统的设计计算，该系统在旅客机、直升机、轰炸机等多种飞行器上得到了广泛应用。 三轮高压除水系统相较于传统的升压式和简单式系统，具有明显的优点。升压式系统在地面停飞或低速飞行时，由于缺乏冲压空气，其制冷性能较差；而简单式系统虽然解决了这一问题，但要求较高的供气压力，限制了气源的选择和使用高度。三轮式系统则结合两者优点，能够在不同飞行条件下保持良好的制冷效果，但其结构较为复杂，对风扇和压气机的叶型设计有更高的要求，并且在体积和重量方面相对较重。 在三轮 ACM 组件的参数分析中，首先提到了共同工作条件，即热边流量相等和转速相等。风扇、压气机和涡轮需在相同转速下协同工作，以保证功率平衡。其中，压气机的进口气温和涡轮的出口气温是关键参数，它们通过等熵过程进行计算，影响着整个制冷循环的效率。压气机和涡轮的效率通常选取在0.7到0.8之间，而涡轮出口压力与压气机进口压力的比例（膨胀比）可以初步设定为1.06左右。 在风扇功率平衡部分，风扇的总压降是其进口总压减去出口总压，风扇的有效总功率等于体积流量乘以总压降，这可以通过一系列的热力学公式进行计算。风扇的轴功率和有效总功率通过总压效率关联，确保风扇在全工作范围内高效运行。 在系统设计计算阶段，主要考虑飞行条件（如飞行高度H、马赫数MH和环境含湿量dH），发压绝热效率πec，以及引气处的压缩比。此外，还需要考虑座舱和设备舱的温度Tc、压力pc，以及热载荷Q。设计计算步骤通常包括确定设计条件、选择合适的工作流体、计算循环参数、校核性能指标等。 课件中还涉及到干工况、湿工况和冰工况的计算，特别是湿工况下的冰形成和融化，这对于防止飞行器表面冰层的积累至关重要。通过计算游离水量、游离冰量以及冰的融化热，可以预测和控制可能的冰层形成，确保飞行安全。 飞行器环境控制系统三轮高压除水系统的计算涉及多方面的物理和工程知识，包括热力学、流体力学和材料科学。设计时必须综合考虑飞行条件、系统性能、重量和尺寸等因素，以实现高效、可靠且适应性强的除水方案。