燃油中溶解氧逸出规律和油箱热模型技术的研究

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1、中图分类号：V228论文编号：102870113-S288学科分类号：082504硕士学位论文燃油中溶解氧逸出规律与油箱热模型技术研究研究生姓名付振东学科、专业人机与环境工程研究方向飞行器环境控制指导教师刘卫华教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一三年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringStudyonFunctionofOxygenEvolutionand

2、FuelTankThermalModelTechnologyAThesisinMan-Machine&EnvironmentEngineeringByFuZhendongAdvisedbyProf.LiuWeihuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2013承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论

3、文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文主要研究内容来源于商用飞机适航认证中燃油箱可燃暴露时间评估要求，在查阅国内、外相关文献资料的基础上，依据机载惰化系统的是否正常工作，本文将油箱可燃暴露时间划分为可燃时间和可自燃时

4、间两大类，并以控制可燃时间的难点理论问题——燃油中溶解氧的逸出规律和控制可自燃时间的关键问题——燃油温度变化规律为研究重点，通过对上述问题的研究和解决，以实现科学地指导机载惰化系统设计和油箱可燃性评估工作的开展。在研究燃油中溶解氧逸出问题时，本文首先建立了基于质量守恒的平衡状态模型，并介绍了FAA基于大量飞行试验数据所建造的非平衡状态模型，前者认为每个时刻燃油箱中溶解氧逸出速率和上部空间氧气溶解速率保持动态平衡，后者认为不同飞行阶段溶解氧逸出速率与上部空间氧气溶解速率不相同，并且可用时间常数来描述其大小；通过研

5、究表明，在计算飞行包线内（除巡航阶段），两个模型计算结果基本相似，但在巡航阶段则有较大差异。分析其原因，可以发现：平衡状态模型不能很好地反映过饱和状态的影响；而FAA模型则缺少相应的理论依据，其适用范围有待考证；基于上述模型所存在的缺陷，本文通过引入双膜理论及对分子传质的研究，建立了非平衡状态下的理论模型，研究结果表明，该理论模型不仅解决了平衡状态模型在巡航阶段误差较大的问题，而且理论依据充分，较FAA经验模型更具科学性及更宽的适用范围。在研究燃油温度随飞行时间变化时，本文针对国产某新型涡浆支线飞机的油箱结构建

6、立了相应的油箱热模型，通过能量守恒提出了各节点的方程组，并针对机翼油箱和机身油箱的不同展开了分别的计算工作，计算结果表明：本文所建立的油箱热模型与FAA飞行试验数据基本吻合；机翼油箱和机身油箱燃油温度差异较大，因此在油箱可燃暴露时间评估过程中，必须将机翼油箱和机身油箱分别处理。关键词：可燃暴露时间，溶解氧逸出，油箱热模型，双膜理论，燃油温度。I燃油中溶解氧逸出规律与油箱热模型技术研究AbstractTheresearchderivesfromfueltankflammabilityassessmentmetho

7、dforcommercialaircraftairworthinesscertification.OnthebasisofwhethertheOnboardInertGasGenerationSystem(OBIGGS)worksornot,theFlammabilityExposureEvaluationTime(FEET)isdividedintoflammabilitytimeandautoignitiontime.Theoxygenevolutingfromfuelandchangerulesoffue

8、ltemperaturearediscussed.Throughdoingtheresearch,thedesignofonboardinertingsystemandfueltankflammabilityassessmentcanbeguided.thetextbuildOnstudyingoxygenevolutionfromfuel,theequilibriummodelbas