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加压供氧面罩呼气活门的呼气阻力数值计算 张大林 方贤德 (南京航空航天大学105教研室南京210叭6) 摘要：呼气活门的呼气阻力是影响加压供氧面罩舒适性的重要指标。本文在试验的基础上． 用sIMPLER方法和t一￡两方程湍流模型，对活门座和活门板所围的二维圆柱区域内的流 场进行了数值计算，获得了地面条件下加压供氧面覃的呼气阻力。 一．引言【1l 早在十九世纪七十年代欧洲人乘气球升空探险时，人们就试图用供氧装备来防止“高 空缺氧”，可惜没有获得成功。第一次世界大战末．主要交战国的飞机都携带了简单的连 续供氧装备。随着航空事业的不断发展．军用飞机的作战半径、巡航速度和升限等技术指 标不断提高，当飞机的座舱高度超过12km或飞行高度超过12km而气密座舱发生爆炸减压 时．为了保证飞行员的生命安全，必须对飞行员实 施加压供氧。现代飞机上的供氧装备的设计和研究 与整机性能的好坏有着密切的关系。一个好的供氧 系统，必须能在不弼的飞行条件下，保证飞行员的 安全，同时尽可能地减轻使用者的负担．发挥其战 斗力。 加压供氧的实质是使供氧面罩内产生大于面 ● 罩外环境压力的气体环境，因此加压供氧面罩是实 施加压供氧的重要部件。为了能够实现加压供氧， 加压供氧面罩必须具有带有余压补偿腔的呼气活 图1加压供氧呼气活门结构示意图 门和压紧面罩的张紧补偿袋，以增加加压供氧面罩 的气密性。带有补偿腔的呼气活门会增加呼气活门的呼气阻力。 图l是加压供氧面罩呼气活门的结构示意图。本文中需要计算的砰气阻力，实质上是 计算活门座与活门板所围成的圆柱形空腔内的压力场，在具体计算时把计算区域简化为以 中心轴线对称的二维(即x—r)区域。因此在流场、压力场计算中，采用了圆柱坐标下的 二维N州er_Stokes方程。 ● 二．控制方程 圆柱坐标下二维不可压稳态控制方程．即连续方程、动量方程、湍流动能方程和耗散 率方程的通用形式为： 。 煎竽+÷盟磐：兰(o譬)+土兰(，·譬)+o 靠 ， 仃 出4办 ，泖 ’。r 对于连续方程： 矿=1 兄=0； = + = 对于“方程 西=扯 咒 一 + 以 卢 十 ● L L p 对于v方程 d=v II一 + 十 ，L， = + 足 ‘ t ■ 肛 一 卯一玉卯一升 d一蠡a～缸 础一缸抛一静 ●一，●一r 占一丹a一打 却一缸却一丹 型， 对于女方程： ≠=女 最=G一胆 n：卢+盟 盯★