【摘要】：隨著我國民航產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,整個(gè)行業(yè)在安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上更加重視飛機(jī)的運(yùn)行效率和航班的準(zhǔn)點(diǎn)率。在冬季有冰雪天氣的機(jī)場,如何實(shí)現(xiàn)飛機(jī)除冰工作的快速化對(duì)保證飛機(jī)的高效運(yùn)行有著重要的作用。本文從除冰液加熱方面開展研究,考慮高粘度流體的特性,利用FLUNT軟件對(duì)高粘度流體進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)除冰液的換熱過程進(jìn)行強(qiáng)化,為快速除冰工作提供支持。首先,基于場協(xié)同原理,本文對(duì)原有除冰液加熱系統(tǒng)中的螺旋形盤管進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在光滑盤管的基礎(chǔ)上添加凹槽,形成有向內(nèi)凸起的環(huán)形肋的橫紋螺旋盤管,在SolidWorks軟件環(huán)境下對(duì)光滑盤管和三種優(yōu)化盤管進(jìn)行造型。利用網(wǎng)格劃分軟件ICEM完成對(duì)四種盤管的網(wǎng)格生成工作。其次,選擇可實(shí)現(xiàn)k-?湍流模型,改變不同的速度入口條件,利用FLUENT對(duì)水在四種盤管中的換熱過程進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明:優(yōu)化后的橫紋螺旋盤管對(duì)水的換熱過程起到了強(qiáng)化作用,不但使管出口處的水溫有較大提升,而且也增強(qiáng)了水溫的均勻程度,減小了出口截面處水的溫差。最后,根據(jù)實(shí)際情況,以除冰液的主要成分乙二醇為工質(zhì),利用Origin函數(shù)繪圖軟件擬合其粘度隨溫度變化的曲線,得到精度良好的粘度擬合公式。根據(jù)公式,編寫FLUENT環(huán)境下的UDF函數(shù),修正乙二醇的粘度項(xiàng),進(jìn)行數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明:一方面,對(duì)于高粘度流體乙二醇,橫紋螺旋盤管對(duì)其換熱過程起到了強(qiáng)化作用,使管出口處的溫度有所提升;另一方面,由于其高粘度特性,在加熱過程中的初始階段,與水不同,溫度提升幅度較小,出口溫度遠(yuǎn)小于同等條件下水的出口溫度;此外,對(duì)于乙二醇來說,入口速度的改變對(duì)其出口溫度的影響較大。本研究可以為除冰液加熱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo),同時(shí)對(duì)提高目前飛機(jī)的除冰效率有著很大的促進(jìn)作用。
[Abstract]:With the rapid development of China's civil aviation industry, the whole industry pays more attention to the efficiency of aircraft operation and flight punctuality on the basis of safe operation. In an airport with ice and snow weather in winter, how to speed up the deicing of aircraft plays an important role in ensuring the efficient operation of aircraft. In this paper, from the aspect of deicing fluid heating, the characteristics of high viscosity fluid are considered, and the numerical simulation of high viscosity fluid is carried out by using FLUNT software. The heat transfer process of deicing fluid is strengthened to provide support for rapid deicing work. Firstly, based on the principle of field cooperation, the structure of spiral coil in the original deicing fluid heating system is optimized. On the basis of the smooth coil, the groove is added to form the transverse spiral coil with circular rib raised inward. The smooth coil and three kinds of optimized coil are molded under the environment of SolidWorks software. The grid generation of four kinds of coils is completed by using the grid division software ICEM. Secondly, the choice can be realized k-? The turbulent model is used to simulate the heat transfer process of water in four kinds of coils by using fluent. The results show that the optimized transverse spiral coil can strengthen the heat transfer process of water, not only raise the water temperature at the outlet of the pipe, but also enhance the uniformity of the water temperature and reduce the water temperature difference at the exit section. Finally, according to the actual situation, with ethylene glycol, the main component of deicing liquid, as the working medium, the curve of viscosity with temperature is fitted by Origin function drawing software, and the viscosity fitting formula with good precision is obtained. According to the formula, the UDF function under fluent environment is compiled, the viscosity term of ethylene glycol is modified, and the numerical simulation is carried out. The results show that, on the one hand, for the high viscosity fluid ethylene glycol, the heat transfer process of the transverse spiral coil tube is strengthened, and the temperature at the outlet of the tube is increased, on the other hand, because of its high viscosity, In the initial stage of heating process, unlike water, the temperature rise is smaller and the outlet temperature is much smaller than the outlet temperature of water under the same conditions. In addition, for ethylene glycol, the change of inlet velocity has a great effect on the outlet temperature. This study can provide theoretical guidance for the optimal design of deicing fluid heating system and promote the deicing efficiency of aircraft at present.
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V244.15

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本文編號(hào)：2124109