隨著航空技術(shù)的發(fā)展,飛機(jī)總體性能的提升,飛行器內(nèi)電子設(shè)備的增多,環(huán)控系統(tǒng)的熱負(fù)荷也越來越大,空氣循環(huán)系統(tǒng)由于性能系數(shù)低等種種原因,已經(jīng)不能滿足環(huán)控系統(tǒng)的要求,小型蒸發(fā)制冷系統(tǒng)將成為未來環(huán)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。為了研究小型民機(jī)蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)特性,本文針對準(zhǔn)雙級蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng),基于MATLAB Simulink使用移動(dòng)界面法建立了蒸發(fā)器、冷凝器分區(qū)集總參數(shù)動(dòng)態(tài)模型,采用補(bǔ)氣-壓縮模型和閃發(fā)器模型結(jié)合迭代計(jì)算時(shí)間步長內(nèi)系統(tǒng)的中間補(bǔ)氣壓力和流量,建立了準(zhǔn)雙級壓縮機(jī)模型,將蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)各個(gè)部件整合形成準(zhǔn)雙級壓縮蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真程序;搭建了一套以R134a為制冷劑的完整蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺;使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對部件和系統(tǒng)的仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證對比,驗(yàn)證對比表明仿真程序計(jì)算結(jié)果較為合理;以仿真形式研究了壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速改變、載冷劑和冷卻劑溫度、流量階躍變化時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),分析了蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)及部件呈現(xiàn)的熱力學(xué)性能規(guī)律以及不同參數(shù)對于系統(tǒng)性能的影響。仿真計(jì)算表明,壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí),系統(tǒng)補(bǔ)氣壓力、壓縮機(jī)功率、冷凝壓力、制冷量均有所增加,而蒸發(fā)壓力降低;與其他參數(shù)變化相比,載冷劑和冷卻劑流量增大對于系統(tǒng)參數(shù)的影響較小,壓縮機(jī)補(bǔ)氣壓力受載冷劑流量影響較大;載冷劑和冷卻劑溫度上升時(shí),壓縮機(jī)功率、補(bǔ)氣壓力、蒸發(fā)壓力和冷凝壓力均有所上升,冷卻劑溫度變化對壓縮機(jī)耗功和冷凝壓力影響更大些,而蒸發(fā)壓力和制冷量受載冷劑溫度影響較冷卻劑溫度影響大。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速階躍時(shí),系統(tǒng)壓力參數(shù)響應(yīng)時(shí)間較短,而換熱量響應(yīng)時(shí)間較長。階躍發(fā)生位置處部件響應(yīng)時(shí)間要低于其他部件,階躍擾動(dòng)在系統(tǒng)中存在傳遞過程。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V245.343
【部分圖文】：

ICECS系統(tǒng)

F-22ECS/TMS系統(tǒng)

F-22 采用的 ECS/TMS 系統(tǒng)是一種綜合集成的新型環(huán)控系統(tǒng)，可在整個(gè)飛行包線內(nèi)為艙室提供溫度調(diào)節(jié)，是未來機(jī)載環(huán)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。1.2.2 民用機(jī)載蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀輔助冷卻系統(tǒng)(SCS)是近十年才發(fā)展起來的新型民用飛機(jī)系統(tǒng)，是飛機(jī)的“風(fēng)冷式冷水機(jī)組”。如圖 1. 3 所示，蒸發(fā)液冷傳熱系數(shù)能達(dá)到 Ъ д 以上，相較于傳統(tǒng)冷卻方式，該方式具有較大的傳熱系數(shù)，目前主流寬體飛機(jī)如 Boeing-787、Airbus-380 和 Airbus-350 上普遍采用了該技術(shù)。采用蒸發(fā)循環(huán)制冷的方法有別于傳統(tǒng)飛機(jī)空氣制冷技術(shù)，其基本方法是采用風(fēng)冷式蒸發(fā)制冷和液體傳輸技術(shù)，主要用于冷卻廚房餐車（較低溫度）和冷卻大功率電子設(shè)備（大熱流密度）。機(jī)載輔助冷卻系統(tǒng)制冷工質(zhì)一般為 R134a，液體傳輸介質(zhì)為丙二醇或乙二醇水溶液。典型的 SCS 系統(tǒng)如圖 1.4 所示，運(yùn)行過程包括三個(gè)部分：冷量的產(chǎn)生、冷量的傳輸和冷量的消耗。冷量由制冷劑制冷裝置(CRU)提供，CRU 由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥構(gòu)成，它為載冷劑降溫并將熱量傳遞至周圍空氣，是一個(gè)小型蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)。冷量的傳輸部分由泵系統(tǒng)、換熱器組成，載冷劑經(jīng)過 CRU 蒸發(fā)器降溫后，通過泵輸送至換熱器與艙室內(nèi)空氣換熱以降低空氣溫度。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2829821