飞机除冰液快速换热器设计.pdf

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1、2010年4月机床与液压Apr．2010第38卷第8期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．38No．8DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．08．022飞机除冰液快速换热器设计，孙帅，王立文(中国民航大学特种设备研究基地，天津300300)摘要：根据飞机除冰作业标准的要求，提出采用燃油加热方式实现飞机除冰液的快速加热。通过理论分析，计算出换热器的必备燃油率和容积需求，根据计算结果给出飞机除冰液快速燃油换热器的基本结构。并对换热器的换热面积、换热管强度和换热效率进行理论计算和校核。最后通过试验验证所设计换热器的有效性。关键词：飞

2、机除冰液；换热器；必备燃油率；结构设计中图分类号：TH457文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)8—059—2StudyontheInstantHeaterStructureforAircraftDeicingFluidSUNShuai．WANGLiwen(GroundSuppo~EquipmentResearchBase，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：Theperformanceindexofaircraftdeicingfluidhe~erwasproposed

3、accordingtotherequirementofaircraftdeicingop·erationstandard．Anaircraftdeicingoilburningheaterstructurewasprovidedtofulfiltheperformanceindexofaireraftdeicingfluidheater．Thenecessityoilburningrateandminimumcapacitywerecalculatedbytheoreticalanalysis．Theheatinterchangingarea，thestrengthofh

4、eatinterchangingpipeandtheheatinterchangingeffectivenesswerecalc~atedandchecked．TheexperimentresultWasgiven．Keywords：Aircraftdeicingfluid；Heatinterchange；Necessityoilburningrate；Structuredesign在冬季飞机除冰过程中，需要将飞机除冰液加热式中：q为换热器每秒出液量(L／s)；到一定温度(>70oC)后喷洒到飞机表面，对除冰△为换热器出液口和进液口温差(℃)；车来说其最大工作流量为230

5、L／min。最新的飞机除Q．为1L除冰液升温1℃所需的热量(kJ)；冰设备一般为即热式工作方式，这种工作方式的除冰Q为换热器每秒需要的有效热量(kJ／s)；设备对换热器的基本要求是在最大流量条件下，将除Q为0号柴油标准燃烧值(kJ／kg)；冰液从5qC提升到70℃的加热时间小于90S。因此，田为有效燃油率(kg／s)。除冰液换热器的加热能力和性能稳定性是影响飞机除根据式(1)，可计算出换热器的有效燃油率为：冰设备性能和质量的关键技术之一。考虑到换热器上0．0262kg／s或94．216kg／h⋯。述工况、加热功率及移动式作业需要，采用燃油加热设换热器效率为0．8，则换热器

6、所需要的必备燃方式实现除冰液的快速加热。作者对飞机除冰液快速油率为：0．0327kg／s或117．77kg／h。燃油换热器进行分析研究。1．3换热器容积计算1燃油换热器基本参数计算根据燃烧器选择结果，换热器燃烧器单位燃油率1．1除冰液换热器的技术性能指标为0．05kg／s，根据标准燃烧图⋯估算，0．05kg0号(1)锅炉出水量：230L／min柴油充分燃烧所需要的自然空气量C，为0．545m，(2)锅炉入水口温度：t>5℃则燃烧时间为：(3)锅炉出水口温度：i>70℃C，1=——(4)升温时间：≤90S一(2)(5)水管内压力：≤1．3MPa式中：为0号柴油充分雾化均匀分

7、散于自然空气中1．2除冰液换热器必备燃油率计算容积燃烧速度，根据标准>5m。／s⋯。根据除冰液的基本性能要求，为保证换热器的性根据上述给定值，0．05kg0号柴油燃烧时间为能，需要的有效燃油率为：0．109S。叩=qAtQ1Q／Q(1)依据上述分析，当换热器实际容积大于0．545m收稿日期：2009—04—28基金项目：天津市科技攻关计划重大资助项目(07ZCKFGXO1400)；中国民航大学科研启动基金资助项目(QD03X12)作者简介：孙帅(1981一)，男，硕士，研究方向为民航特种设备与系统，民航特种机器人技术。·6O·