民用飞机废水处理系统流动性能仿真研究

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1、第45卷第6期2015年11月航空计算技术Ae删枷IticalC∞1p砸Ilg’I饶hniq啪V01．45No．6Nov．2015民用飞机废水处理系统流动性能仿真研究朱种，雷美玲，张雪苹(上海飞机设计研究院环控氧气系统研究部，上海201210)摘要：废水处理系统是民用飞机中不可缺少的重要系统。在废水处理系统的设计过程中，废水输运过程的流动性能将极大地影响系统的整体性能。因此对废水输运过程中流动性能的仿真将能够为废水处理系统的设计、验证和优化提供指导。对废水处理系统废水输运过程的流动性能进行了研究

2、，选取了某型民用飞机废水处理系统作为研究对象。将复杂的两相或三相废水输运过程简化为经典的气液两相流，采用CFD方法模拟了巡航状态下的过程。通过数值模拟，获得了废水输运过程中不同时刻下系统内的压力、废水体积分数分布，观察到了废水在管路内是沿壁面螺旋前进的环状流这一流动状态。此外，还模拟出了分支管路内的存水现象以及其后续变化，并且分析了该现象的形成原因。关键词：民用飞机；废水处理系统；废水输运过程；多相流模型；CFD方法中图分类号：V244．14文献标识码：A文章编号：1671-654x(2015)

3、06．0099．05胁earch明W嬲teSyst哪no姗bm姆SimlllaⅡ蚰ofCi、，il舢rcrmZHUChong，LEIMei—ling，ZHANGXue—ping(姗榭m矿西觚ron删眦co腩议帆d蛳n跏把m，Sk啦越A扫-c吲t胍趣渺口以鼢∞砌胁比姚，Is乩，l咖i201210，吼白m)Ab!出mct：W船tesystemisanimpc旺t锄tsystemincivilaircraR．【腼ngtIledesignofw鹊tesystem，tllenowabili哆ofwaste

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7、统是不可缺少的重要系统。该系统主要通过压差将飞机厨房内的工作废水、盥洗室内的盥洗废水【l3和马桶废水口1(下文均统称为废水)输运到废水箱中，以满足乘客机上生活的需要，保持和提供一个清洁卫生的机上环境。随着民用飞机对舒适性要求的不断提高，废水处理系统的重要性也在不断增加。基于总体布置的考虑，民用飞机一般都将废水箱布置于中后机身段，但是在前、后机身都会布置厨房、盥洗室，这样用于连接厨房、盥洗室和废水箱之间的管路就几乎需要贯穿整个飞机。在如此长的管路中废水输运的流动性能将直接影响到废水处理系统的整体性

8、能，因此对管路内废水输运的多相流流动状态的研究将会对废水处理系统的设计具有重要意义。虽然目前国内对于民用飞机废水处理系统流动性能仿真的研究处于起步阶段，但是在相近领域内有着充分的研究，例如段金明重点研究了真空排污管网中空气一污水牛顿流体气液两相流的压力损失模型，该模型可以反映出真空排污管路摩擦损失随着污水流量的增大而成1．75幂指数方倍增加【31；温兴锁则分别基收稿日期：2015一lO一20修订日期：2015一ll一0l作者简介：朱种(1988一)，男，江苏南通人，工程师，硕士研究生，主要研究方