环境控制模拟器的研制

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要环境控制技术是发展载人航天技术中的关键技术，其中如座舱大气总压、二氧化碳分压、温度、湿度等要求，是设计保证的重点。在对座舱大气中各参数控制设备的技术研制过程中，对其控制效果的试验测试和评价关系到它的技术可行性、技术水平和可靠性的准确论证，而目前国内还没有能够提供全面测试环境的理想装置，因此针对环境控制技术研究的迫切需要，有必要建立一个功能齐全的环境控制模拟装置。本文的内容就是研制能提供人体代谢模拟、密闭大气环境模拟及参数测试等全方面功能的环境控制模拟器。针对环境控制模拟器的研制，主要作了以下几方面工作:提出全局性、联系性、发展

2、性的设计思想，对环境控制模拟器进行了总体设计，按规划具体实施了模拟器主体部件、人体二氧化碳代谢模拟系统及组分浓度监测系统的设计工作。在舱体与外管路接口的布置方式选择中，采用流场分析的方法，利用Fluent软件对不同接口布置方式的流场进行模拟仿真，从而确定出了能保证舱体大气均匀性的最佳布置方式。以性价比的优劣作为设备选择的尺度，从多方面因素考虑对外管路系统设计中需要确定的管道材料、管径、阀门、风机、流量计、接口法兰等诸多参数进行了确定。系统中风机的选择关系到整个系统能否正常运转，从系统性能特点、价格、运行费用等综合因素上考虑，选择了离心风机串联布置的方式。流量计

3、的选择注重在满足系统技术性能要求的情况下，强调其经济性。对流量计中塑料转子的设计，使系统的压力损失大为下降。系统按设计建成后，通过对系统进行加压试验，对模拟器的泄漏规律进行了分析，并实施了检漏与补漏工作。最后针对其密封性、人体代谢模拟能力、气体组分检测能力进行相应测试。测试结果表明，模拟器技术性能良好，完全符合设计要求。关键词环境控制;模拟器设计;泄漏率;二氧化碳吸收哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractEnvironmentcontroltechniqueisthekeyforthedevelopmentofmannedspacecrafttechn

4、ology,suchastotalpressingofcabinatmosphere,carbondioxidedividingpressing,temperatureandhumidity.Duringthedevelopmentofcontrolequipments,testandevaluationforthecontroleficiencyrelatetothefeasibility,techniquelevelandreliabilityoftheequipment.Atpresentthereisnoanidealequipmenttofurnis

5、hsuchacompletetestingenvironmentathome.Itisnecessarytosetupenvironmentcontrolsimulationequipmentwithmultiplefunctionsaimingattheurgentneedofthedevelopmentofenvironmentcontroltechnique.Thecontentofthisthesisistodevelopanenvironmentcontrolsimulationequipment,whichcanofercompletefuncti

6、ons,suchassimulatinghumanmetabolism,closeatmosphericenvironmentandparametertesting.Aimingatthedevelopmentofenvironmentcontrolsimulationequipment,themaincontentsofthisthesisareasthefollowing:Thisthesisdesignsanenvironmentcontrolsimulationequipmentbasedonthedesigningideasoftheoveralls

7、ituation,relationsanddevelopingdemands.Asplanned,itdesignsthemainbodyoftheequipment,thesimulationsystemofhumancarbondioxidemetabolism,andthemonitorsystemofcomponent'sconcentration.ItsimulatesfloatingfieldindiferentdisposalwaysusingFluentsoftwarewithfloatingfieldanalysismethodinorder

8、toselectanoptimumdi