【发明公布】实验室内超低温环境下飞机APU高温尾气降温排放方法_中国飞机强度研究所_202111507589.0 

申请/专利权人:中国飞机强度研究所

申请日:2021-12-10

公开(公告)日:2022-01-07

公开(公告)号:CN113895651A

主分类号:B64F5/60(20170101)

分类号:B64F5/60(20170101)

优先权:

专利状态码:在审-公开

法律状态:2022.01.07#公开

摘要:本发明公开了一种实验室内超低温环境下飞机APU高温尾气降温排放方法,包括步骤:一、风机选型;二、给定飞机APU高温尾气排放安全设定温度;三、确定电伴热带的加热温度;四、预估喷淋降温用水质量流量;五、飞机APU高温尾气初级降温排放;六、尾气排放温度检测与调节;七、飞机APU高温尾气持续降温排放。本发明利用实验室内排气口温度传感器、实验室环境温度传感器和实验室环境压力传感器检测APU开车条件下室内环境是否平衡,进而选定满足需求的风机类型,保证了实验室内温度、压力的稳定,确保了飞机及试验人员的安全,确定电伴热带的加热温度,有效防止供水管不会结冰冻结堵塞,在实验室内超低温环境下仍然具有稳定性。

主权项:1.实验室内超低温环境下飞机APU高温尾气降温排放方法,利用实验室内飞机APU排气系统对飞机APU排气进行排放冷却,所述实验室内飞机APU排气系统包括用于容纳飞机(7)的实验室(6)和将飞机APU排气输出至室外的飞机APU排气设备,飞机APU排气设备包括依次连接的初始调整管道(1)、引流管道(2)、蝶阀(3)和风机(4),初始调整管道(1)上设置有喷淋降温器(5),喷淋降温器(5)包括多个沿初始调整管道(1)长度方向均匀设置的喷淋降温机构,所述喷淋降温机构包括设置在初始调整管道(1)外的供水管(5-2)和多个沿初始调整管道(1)长度方向均匀设置在初始调整管道(1)内壁上的喷淋环管(5-1),所述喷淋环管(5-1)朝向初始调整管道(1)内中心方向的侧壁上均匀开设有多个喷水孔;供水管(5-2)为具有一个输入管和多个输出管的供水管,供水管(5-2)上输出管的数量与所述喷淋降温机构中喷淋环管(5-1)的数量相等且一一对应,输出管上安装有阀门(5-3)和流量传感器(5-4);供水管(5-2)外缠绕包裹有电伴热带(5-5),电伴热带(5-5)外缠绕包裹有保温棉;实验室(6)内靠近飞机APU排气3m位置处设置有排气口温度传感器(8),实验室(6)内位于飞机非工作区的位置处设置有实验室环境温度传感器(9)和实验室环境压力传感器(10);初始调整管道(1)和引流管道(2)均为圆管;其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、风机选型:调节实验室(6)内温度达到超低温设定值,利用排气口温度传感器(8)实时采集飞机APU排气口外3m位置处温度,实验室环境温度传感器(9)实时采集实验室内环境温度;逐渐增加风机(4)的频率,实验室内排气口温度传感器(8)所在位置处温度值先增大后减小,实验室内排气口温度传感器(8)所在位置处与实验室内实验室环境温度传感器(9)所在位置处温度值相同,且实验室内实验室环境压力传感器(10)所在位置处压力满足微正压指标,停止调节风机(4)的频率,选定满足需求的风机类型;步骤二、给定飞机APU高温尾气排放安全设定温度;步骤三、确定电伴热带的加热温度:启动电伴热带(5-5),使供水管(5-2)表面温度维持在设定温度,确定此时的电伴热带(5-5)的加热温度;步骤四、预估喷淋降温用水质量流量:根据公式,预估喷淋降温用水质量流量,其中,为初始调整管道内气流的质量流量,为初始调整管道内气流的平均比热容,为初始调整管道内气流的温度,为尾气排放安全设定温度,为喷淋降温用水蒸发百分比,β为用水量安全系数,为水的比热容,△T为喷淋降温用水从初始温度变为水蒸气的温度变化量,△Q为水的比汽化潜热;步骤五、飞机APU高温尾气初级降温排放:多个喷淋降温机构根据步骤四中用水质量流量向初始调整管道(1)内流经的飞机APU高温尾气进行初级喷淋降温;步骤六、尾气排放温度检测与调节:利用尾气排放温度检测器(11)检测引流管道(2)排放处的尾气温度;所述尾气排放温度检测器(11)包括共面布设的第一温度传感器(11-1)、第二温度传感器(11-2)、第三温度传感器(11-3)、第四温度传感器(11-4)、第五温度传感器(11-5)和第六温度传感器(11-6);将第一温度传感器(11-1)、第二温度传感器(11-2)、第三温度传感器(11-3)、第四温度传感器(11-4)、第五温度传感器(11-5)和第六温度传感器(11-6)测量的温度的平均值视为尾气排放实际温度;当尾气排放实际温度大于给定的飞机APU高温尾气排放安全设定温度时,增大步骤四中的用水量安全系数β,进而增大喷淋降温用水质量流量,直至尾气排放实际温度等于给定的飞机APU高温尾气排放安全设定温度,确定用水量安全系数β最终值;当尾气排放实际温度小于给定的飞机APU高温尾气排放安全设定温度时,减小步骤四中的用水量安全系数β,进而减小喷淋降温用水质量流量,直至尾气排放实际温度等于给定的飞机APU高温尾气排放安全设定温度,确定用水量安全系数β最终值;步骤七、飞机APU高温尾气持续降温排放:利用步骤六中的用水量安全系数β最终值计算最终喷淋降温用水质量流量,多个喷淋降温机构根据最终喷淋降温用水质量流量向初始调整管道(1)内流经的飞机APU高温尾气进行持续喷淋降温,直至飞机APU关闭。

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