Воздушный цикл машин ( АСМ ) является холодильным агрегатом из системы экологического управления (ECS) , используемая в под давлением газовой турбины Приведено самолета . Обычно самолет имеет два или три таких ACM. Каждый ACM и его компоненты часто называют блоком кондиционирования воздуха . В процессе охлаждения с воздушным циклом в газовом цикле используется воздух вместо материала с изменяющейся фазой, такого как фреон . При этом не происходит конденсации или испарения хладагента, а охлажденный воздух, выходящий из технологического процесса, используется непосредственно для вентиляции кабины или для охлаждения электронного оборудования.
История
Машины с воздушным циклом были впервые разработаны в 19 веке для охлаждения судов. Этот метод представляет собой обратный цикл Брайтона (термодинамический цикл газотурбинного двигателя), также известный как цикл Белла-Коулмана или «стандартный цикл охлаждения для воздуха».
Технические подробности
Обычное сжатие, охлаждение и расширение, наблюдаемое в любом холодильном цикле, достигается в ACM с помощью центробежного компрессора , двух теплообменников воздух-воздух и турбодетандера .
Отводимый воздух из двигателей, вспомогательной силовой установки или наземного источника, температура которого может превышать 150 ° C и давление, возможно, 32 фунта на кв. Дюйм (220 кПа) [1] , направляется в первичный теплообменник. В этом теплообменнике воздух-воздух в качестве хладагента используется наружный воздух с температурой и давлением окружающей среды. После охлаждения горячий воздух сжимается центробежным компрессором . Это сжатие нагревает воздух (максимальная температура воздуха в этот момент составляет около 250 ° C), и он направляется во вторичный теплообменник, который снова использует внешний воздух в качестве хладагента. Предварительное охлаждение через первый теплообменник увеличивает эффективность ACM, поскольку снижает температуру воздуха, поступающего в компрессор, так что требуется меньше работы для сжатия заданной воздушной массы (энергии, необходимой для сжатия газа заданной соотношение увеличивается при повышении температуры поступающего газа).
В этот момент температура сжатого охлажденного воздуха несколько выше, чем температура наружного воздуха. Затем сжатый охлажденный воздух проходит через расширительную турбину, которая отбирает тепло из воздуха при расширении, охлаждая его до температуры ниже окружающей (до -20 ° C или -30 ° C). ACM может производить воздух, охлаждаемый до температуры ниже 0 ° C, даже при высокой температуре наружного воздуха (как это может происходить с самолетом, стоящим на земле в жарком климате). [2] Работа, извлекаемая расширительной турбиной, передается валом для вращения центробежного компрессора блока и входным вентилятором, который втягивает наружный воздух для теплообменников во время работы на земле; в полете используется набегающий воздух. Мощность блока кондиционирования воздуха обеспечивается за счет снижения давления входящего отбираемого воздуха по сравнению с давлением охлажденного воздуха, выходящего из системы; типичные перепады составляют от примерно 30 фунтов на квадратный дюйм или 210 кПа до примерно 11 фунтов на квадратный дюйм или 76 кПа. [1]
Следующим шагом будет осушение воздуха. Охлаждение воздуха привело к тому, что водяной пар, содержащийся в нем, конденсируется в туман, который можно удалить с помощью циклонного сепаратора . Исторически вода, извлекаемая сепаратором, просто сбрасывалась за борт, но более новые ACM распыляют воду во впускные отверстия для наружного воздуха каждого теплообменника, что придает охлаждающей жидкости большую теплоемкость и повышает эффективность. (Это также означает, что запуск ACM на самолете, припаркованном на взлетной полосе, не оставляет луж.)
Теперь воздух можно объединить в смесительной камере с небольшим количеством некондиционированного воздуха, отбираемого двигателем. Это нагревает воздух до желаемой температуры, а затем воздух выходит в кабину или к электронному оборудованию.
Номенклатура
Типы
Типы машин с воздушным циклом могут быть определены как:
- Простой цикл, состоящий из турбины и вентилятора на общем валу
- Пыльник двухколесный, состоящий из турбины и компрессора на общем валу
- Трехколесная, состоящая из турбины, компрессора и вентилятора на общем валу.
- Четырехколесный / двухзолотный, состоящий из двух турбин, компрессора и вентилятора на общем валу.
Сокращенная форма
Оборудование называют по - разному как PAC , кондиционер пакет , или A / C пакет , но есть отсутствие согласованности и соглашения как к отведениям и значениям:
- Пакет. в качестве аббревиатуры пакета , применяемого как к пневматическим, так и непневматическим системам ( Boeing , Airbus , Embraer , Bombardier и Lockheed )
- Аббревиатура PAC означает либо кондиционер для пассажиров, либо пневматический кондиционер (последнее можно найти на панелях управления системами по крайней мере одного поставщика бизнес-джетов).
- ПАКЕТ - аббревиатура от пневматического воздушного цикла.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б Боинг . "Система экологического контроля коммерческих авиалайнеров" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 24 мая 2011 года. CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Великобритания Секретариат СОТ, дискуссионный документ о салоне воздушной среды архивной 2006-09-25 в Wayback Machine
Внешние ссылки
- Major Kong (6 июня 2013 г.). «Как работают авиалайнеры - герметизация» . Daily Kos .
- Что такое воздушный цикл?
- Законодательство и рекомендации правительства Великобритании и Национальной службы здравоохранения (см. Схему системы ACM на странице 5)