客機墻體水分積聚規(guī)律的探究.pdf

1、現(xiàn)代商用飛機的飛行環(huán)境非常復(fù)雜。當(dāng)飛機在高空巡航時，艙外環(huán)境溫度很低，客機墻體保溫層兩側(cè)存在較大溫差，因而形成較大的水蒸氣分壓力差，推動著水蒸氣由艙內(nèi)向蒙皮內(nèi)壁面遷移。隨著艙內(nèi)相對濕度和露點溫度的變化，水蒸氣可能在保溫層及內(nèi)壁面凝結(jié)。這些凝結(jié)的水分不僅影響保溫層的保溫性能，而且還可能滋生霉菌，對材料和機體造成腐蝕，還影響艙內(nèi)空氣品質(zhì)。水蒸氣在飛機墻體內(nèi)凝結(jié)是典型的熱質(zhì)耦合過程，伴隨飛行過程而發(fā)生的客艙氣壓變化使得墻體內(nèi)部傳熱傳質(zhì)過程更加

2、復(fù)雜。因此，研究客機墻體水分積聚規(guī)律，分析影響凝結(jié)水量的各種因素，探尋控制水分凝聚的方法是十分必要的。
　　本文建造了縮小尺寸的客艙模型，在氣候箱內(nèi)模擬飛行過程中的艙內(nèi)環(huán)境及墻體熱濕傳遞過程，揭示客機墻體內(nèi)的水分積聚規(guī)律?？团撃Ｐ陀蓺んw、保溫層、裝飾稱層、熱濕調(diào)控系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)及附屬部件組成。殼體的內(nèi)壁面覆蓋一定厚度的保溫層，用來抵御模擬飛行過程中艙內(nèi)熱量損失。模型艙內(nèi)部的甲板上布置有加熱器、加濕器和混合風(fēng)扇，用以調(diào)控艙內(nèi)溫濕度，

3、并且使艙內(nèi)空氣混合均勻。模型艙上端布置兩條對稱的條縫風(fēng)口，外部空氣從條縫風(fēng)口進入，艙內(nèi)空氣通過模型下端的排風(fēng)扇排出艙外?？蜋C模型艙外的環(huán)境由氣候箱的程序控制，模型艙內(nèi)的環(huán)境由獨立的溫度、相對濕度自動控制系統(tǒng)控制。實驗時，采用溫濕度測試儀、鉑電阻監(jiān)測模型艙內(nèi)外環(huán)境參數(shù)變化。應(yīng)用精密天平稱量保溫層的質(zhì)量變化，以推斷墻體內(nèi)的水分積聚狀況。并將標(biāo)準工況下模型艙墻體的凝結(jié)水量比擬到客機上。為揭示影響飛機墻體內(nèi)水分積聚的關(guān)鍵參數(shù)，采用控制變量法，依

4、次比較艙外環(huán)境參數(shù)（典型季節(jié)和巡航高度）、艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)（壓力、溫度及相對濕度）及客機墻體材質(zhì)因素（蒙皮材料和保溫棉的封裝狀況）等參數(shù)對水分積聚量的影響。
　　研究結(jié)果表明，當(dāng)除去包裹保溫層的薄膜后，墻體的水分積聚量成倍增加。比擬計算得到B737系列飛機單次中途（飛行時間：5 h，巡航高度：10 km，艙內(nèi)溫度：25℃，相對濕度：20%，壓強：80 kPa）飛行后，墻體水分積聚量最多可達14 kg。對比艙內(nèi)外環(huán)境參數(shù)可知，巡航高度和