防火系统地面试验台气流模拟系统的研究

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1、防火系统地面试验台气流模拟系统的研究　　【摘要】本文根据飞机飞行过程中舱体（含发动机舱、APU舱和通用货舱）气流技术要求，设计一套民用飞机防火系统地面模拟试验的气流模拟系统，包括风机规格型号及其与配套设备的确定、流量控制阀和管路的确定，等等；同时对气流模拟系统进行了三维建模仿真计算，确定了气流模拟系统设计参数满足设计要求。　　【关键词】风机；气流调节阀；管路；仿真计算　　Researchofairstreamsimulationsystemappliedinfireprotectionsystemgroundtest　　FANGHui-bo　　（ShanghaiAircraftD

2、esignandResearchInstitute，Shanghai201210，China）　　【Abstract】Accordingtothefluxandpressureofinletinnacelle，APUcompartmentandcargocompartmentduringfight，anairstreamsimulationsystemusedinfireprotectionsystemisdesigned.Aventilatorsystemandcontrolvalvesarechosenandthediameterofeachpipeiscalculated.

3、Athree-dimensionalsimulationbasedonFLUENTisconductedwhileloadinginrealsituations.Theresultsconfirmthedesignofairstreamsimulationsystemisappropriate.6　　【Keywords】Ventilator；Pipe；Controlvalve；Simulation　　为模拟飞机飞行过程中试验舱的真实气流情况，根据工程经验，在某型飞机地面试验中通过变频器控制电机带动风机和电动调节蝶阀精确模拟试验所需气流，如马海峰的研究[1]。气流模拟系统作为试验系

4、统的一部分，主要为试验舱提供试验所需的气源以及真实气流环境。本文中的供气系统，采用鼓风机提供气源，通过管路引入试验舱，通过各支管路的调节阀调整开度实现流量控制，以满足试验的气体流量需求。　　1系统原理与组成　　气流模拟系统用于模拟飞行过程中的气流情况，采用鼓风机作为气源，通过管路布设将气流输送到各个试验舱，采用气流调节阀来实现流量控制，具体气流流量范围由各分支管路在真实飞机上的气流情况决定，并可通过安装于管路上的流量计监测。　　气流模拟系统由风机及其配套设备、模拟系统管路、气流调节阀、流量计等组成，其原理图如图1所示。　　图1气流模拟系统原理图　　2风机6　　根据工程经验，气流模

5、拟系统采用罗茨鼓风机提供加压气源，根据试验台用气要求，综合考虑试验舱和管路流阻，估算风机出风口压力应不低于80kPa，总流量不低于2.3kg/s。因此，综合考虑上述参数，参考通风机基本形式、尺寸参数及性能曲线[2]中的选型标准，最终选定罗茨鼓风机型号为ASF-295E，配套恒频交流电机型号为YKK400-6。罗茨鼓风机配套设备包含鼓风机、恒频交流电机、出口气流冷却器和隔声罩。机组性能参数如下：　　1）额定风量：128m3/min（2.6kg/s），标准大气条件；　　2）额定压升：102kPa；　　3）额定转速：980r/min；　　4）电机额定功率：355kW。　　鼓风机机房设计

6、通风设备，风机间通风量每分钟不小于180m3，以保证风机间环境温度不高于60℃，保障设备在规定环境温度下运转。　　排气泄压阀压力设置在105kPa，防止压力过高对设备和人员造成伤害。　　鼓风机及电机的运转，通过控制系统，可进行本地和远程控制，接受并执行“准备”、“启动”、“运行”、“停车”、“急停”等控制指令。风机的起动配备有软起动装置，保障大功率电机的安全起动。　　3气流调节阀　　为实现供气系统各分支管路的流量匹配，采用法兰蝶阀、电动调节阀和手动节流阀调节各分支管路的流阻。各分支管路流体参数见表2。　　调节阀通径的选取根据已知的流体参数，先计算出流量系数（Cv）值，然后再根据调

7、节阀的额定Cv值，选取合适的调节阀通径。Cv值的计算方法如下[3]：　　式中：Q为在标准大气条件下通过阀的的最大流量（m3/h）；　　G为空气密度，计算时取1.225kg/m3；　　T为流体温度（℃），计算时取40℃；　　P1、P2分别表示调节阀进口和出口绝对压力（kg/cm2）；　　？驻P=P1-P2表示调节阀进出口端压差（kPa）。6　　根据计算结果，确定各分支管路调节阀的额定Cv值和公称通径，见表1。　　表1气流模拟系统各管路阀门类型及通径　　电动调节阀选取重庆川武仪表有限