开启个性送风口下飞机客舱污染物传播规律实验研究

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1、购１？乂蓉ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第－所现代大学；ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９日当Ｍ＃１戚趕．：ｊＨ＾ＨＩ全日制ＩＥ程硕±学位论文ｍ＾ｔｏｔｉ；誦即誦ＩＩ腳删Ｍ霉遞■丫Ｈｔ．领域供热、供燃气、通风及空调工程；ｍＢ作者齡；李炳巧＾＾｜？Ｈｂ指导教师；Ｈ企业副巧：５５５ＺＺＺ＾＿Ｈ＾ｌ＾Ｋ＾＾Ｂ胃Ｐ天津大学研究生院２０巧年５月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的

2、研究成果，除了文中特别加Ｌａ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证一书而使用过的材料。与我同工作的同志！对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并衷示了谢意。？学位论文作者签名：签字Ｈ期：年月＾噪Ａ占１曰＿学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可Ｗ将学位论文的今部或部分内容编入有关数据库讲行检索，并采用影印、缩巧或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和

3、借阔，同念学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：｜＾＞导师签名：＾＾＼）／／＾＾？［＾；＾＾签字、日期年６月Ｉ日签字日期：＞化年＾月／日开启个性送风口下飞机客舱污染物传播规律实验研究ExperimentalResearchonContaminantTransportinanAircraftCabinwithGasperson学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究生：李炳烨指导教师：刘俊杰教授企业导师：杨成斌天津大学环境科

4、学与工程学院二零一五年五月中文摘要近年来，随着我国航空业的迅猛发展，飞机因其快捷、安全受到越来越多旅行者的青睐。据统计，每年约有10亿人选择乘坐飞机出行，因此建立健康、舒适的客舱环境不仅是飞机设计单位也是飞机制造商面临的巨大挑战。开启机舱内的个性送风口是调节乘客周围局部热舒适和空气质量的有效途径。建筑内个性通风系统已经存在大量研究，然而针对机舱环境，大部分研究集中于对新型个性送风口的研究，缺少对真实机舱环境现有的传统个性送风口的研究。新型个性送风口真正投入应用还有待大量实验验证其有效性、经济性。所以，针对于目前机舱内

5、使用中的个性送风口仍有待研究。本课题的主要研究内容即为真实客机内开启个性送风口工况下机舱内污染物传播规律的实验研究。本研究以一架真实的MD-82飞机为实验平台，采用地面空调车（GAC）通过飞机内部真实环控系统（ECS）向机舱内部提供调节空气。机舱内部共有5列个性送风口，本研究工况中仅打开靠近走廊的2列并关闭余下3列个性送风口。开启状态下的个性送风口的送风角度、流量保持一致。首先，对舱内整体送风的流动边界，机舱内壁热边界条件进行测量；其次，对个性送风口边界条件进行深入研究，包括几何边界、流动边界；最后，使用示踪气体模拟

6、乘客呼出的污染物（CO2、超细颗粒物等），将污染源分别放置在打开和关闭的个性送风口下，通过测量整舱的示踪气体浓度来研究不同工况下污染物的分布特性。本实验并对实验数据的可靠性进行分析。实验结果表明，个性送风风量只占机舱整体送风量的5%，但是由于个性送风口射流断面面积小，射流风速大，对机舱内整体流场影响剧烈。开启个性送风口后，机舱内的纵向气流明显增强，从而导致污染物向机舱后部传播。并且，距离污染源最近的打开的个性送风口卷吸来自污染源附近被污染的空气，造成污染物随个性送风射流传播。同时，向下的个性送风射流会抑制向上的热羽流

7、，导致污染物向机舱天花板传播趋势减弱。通过比较个性送风口关闭和开启状态下乘客呼吸区处浓度，结果表明，开启个性送风之后，在机舱纵向方向上，污染源后排的乘客呼吸区浓度明显升高；在机舱横向方向上，两列打开的个性送风口可形成“空气幕”，阻碍污染物传播，并有效降低污染源在走廊对侧乘客呼吸区附近污染物浓度。为保证测量结果的准确性，本课题对实验误差进行研究。产生误差的主要因素为定位误差以及热边界变化所产生的系统误差，并分别对这两种误差进行实验研究。实验结果表明，定位误差所造成的测量误差低于10%，热边界变化所产生的系统误差是测量误

8、差的主要来源。热边界温度升高，机舱内自然对流增强，导致机舱内浓度分布发生变化。关键词：个性送风口；机舱环境；实验研究；污染物传播；误差分析ABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofChina'saviationindustry,airtravelwasfavoredbymoreandmoret