開啟個(gè)性送風(fēng)口下飛機(jī)客艙污染物傳播規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、 開啟個(gè)性送風(fēng)口下飛機(jī)客艙污染物傳播規(guī) 開啟個(gè)性送風(fēng)口下飛機(jī)客艙污染物傳播規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究 律實(shí)驗(yàn)研究 Experimental Research on Contaminant Transport in an Aircraft Cabin with Gaspers on 學(xué)科專業(yè)：供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程 研 究 生：李炳燁 指導(dǎo)教師：劉俊杰 教授 企業(yè)導(dǎo)師：楊成斌 天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 二零一五年五月中文摘要 中文摘要 近年來，

2、隨著我國航空業(yè)的迅猛發(fā)展，飛機(jī)因其快捷、安全受到越來越多旅行者的青睞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年約有 10 億人選擇乘坐飛機(jī)出行，因此建立健康、舒適的客艙環(huán)境不僅是飛機(jī)設(shè)計(jì)單位也是飛機(jī)制造商面臨的巨大挑戰(zhàn)。 開啟機(jī)艙內(nèi)的個(gè)性送風(fēng)口是調(diào)節(jié)乘客周圍局部熱舒適和空氣質(zhì)量的有效途徑。建筑內(nèi)個(gè)性通風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)存在大量研究，然而針對(duì)機(jī)艙環(huán)境，大部分研究集中于對(duì)新型個(gè)性送風(fēng)口的研究， 缺少對(duì)真實(shí)機(jī)艙環(huán)境現(xiàn)有的傳統(tǒng)個(gè)性送風(fēng)口的研究。 新型個(gè)性送風(fēng)口真正投入應(yīng)用還有待大

3、量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性、 經(jīng)濟(jì)性。 所以，針對(duì)于目前機(jī)艙內(nèi)使用中的個(gè)性送風(fēng)口仍有待研究。 本課題的主要研究內(nèi)容即為真實(shí)客機(jī)內(nèi)開啟個(gè)性送風(fēng)口工況下機(jī)艙內(nèi)污染物傳播規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究。 本研究以一架真實(shí)的 MD-82 飛機(jī)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用地面空調(diào)車（GAC）通過飛機(jī)內(nèi)部真實(shí)環(huán)控系統(tǒng)（ECS）向機(jī)艙內(nèi)部提供調(diào)節(jié)空氣。機(jī)艙內(nèi)部共有 5 列個(gè)性送風(fēng)口，本研究工況中僅打開靠近走廊的 2 列并關(guān)閉余下 3 列個(gè)性送風(fēng)口。 開啟狀態(tài)下的個(gè)性送風(fēng)口的送風(fēng)角度、流

4、量保持一致。首先，對(duì)艙內(nèi)整體送風(fēng)的流動(dòng)邊界，機(jī)艙內(nèi)壁熱邊界條件進(jìn)行測量；其次，對(duì)個(gè)性送風(fēng)口邊界條件進(jìn)行深入研究，包括幾何邊界、流動(dòng)邊界；最后，使用示蹤氣體模擬乘客呼出的污染物（CO2、超細(xì)顆粒物等） ，將污染源分別放置在打開和關(guān)閉的個(gè)性送風(fēng)口下，通過測量整艙的示蹤氣體濃度來研究不同工況下污染物的分布特性。 本實(shí)驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行分析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，個(gè)性送風(fēng)風(fēng)量只占機(jī)艙整體送風(fēng)量的 5%，但是由于個(gè)性送風(fēng)口射流斷面面積小，射流風(fēng)

5、速大，對(duì)機(jī)艙內(nèi)整體流場影響劇烈。開啟個(gè)性送風(fēng)口后，機(jī)艙內(nèi)的縱向氣流明顯增強(qiáng)，從而導(dǎo)致污染物向機(jī)艙后部傳播。并且，距離污染源最近的打開的個(gè)性送風(fēng)口卷吸來自污染源附近被污染的空氣， 造成污染物隨個(gè)性送風(fēng)射流傳播。同時(shí)，向下的個(gè)性送風(fēng)射流會(huì)抑制向上的熱羽流，導(dǎo)致污染物向機(jī)艙天花板傳播趨勢減弱。 通過比較個(gè)性送風(fēng)口關(guān)閉和開啟狀態(tài)下乘客呼吸區(qū)處濃度，結(jié)果表明，開啟個(gè)性送風(fēng)之后，在機(jī)艙縱向方向上，污染源后排的乘客呼吸區(qū)濃度明顯升高； 在機(jī)艙橫向方向