“(火用)分析”在飞机环境控制系统及附件设计中的应用.pdfVIP

“炯分析”在飞机环境控制系统及其附件设计中的应用 左彦声 (中国航空工业第六零九研究所五室 441052) ● 麓要本文通过对飞机EcS及其附件进行媚分析，可以了解到E口及其附件耗能的原因 掌握改进、优化的方向和方法，为E娼设计提供参考资料。 关键词佣平衡佣损飞机EcS。附件4节能措施 当代先进飞机的发展．不仅对飞机环境控制系统(以下简称ECS)的性能和价格提出了 更高的要求，而且对其使用消耗费用也提出了更高的要求。因此，有必要对EcS的节能问 题进行研究和讨论。 在热力学过程分析和优化中，堋是一个报有效的工具。煳的消耗可以用来衡量偏离理 想过程的程度，如没有佣损．则在热力学上该过程是理想的。因此．热力学优化即意味着 }lt|ltf{} 佣(注意：不是能量)的守恒。严格的讲，“节能”这一概念是错误的，第一定律指出，能量 ● 是永不消失的．但“节能”的说法己成习惯，本文仍沿用不变。 本文试图通过“稍”分析飞机ECS中各附件的节能问题，以及优化的方向和方法。 1热力学基础 1_l拥和妩 根据热力学第二定律．一种形式的能量不能全部转换为另一种形式的能量。可以把能 量看成由两部分组成：一部分为可转换部分，称为佣：另一部分为余下的不可转换部分， 称为怃。从技术和经济观点看，任何形式的能量中，炯的比例越高，其价值也越高。佣与 所有热力过程有关。婀损可定量计算过程的有效性，根据堋损的原因和大小，可最有效地 改进系统和附件的设计．并进行优化。 ’ l_2堋与环境的平衡就志 任一佣计算和拥分析都涉及到与当地环境平衡，称之为参考平衡状态点。若采用适当 的参考平衡状态点，煳的计算将会变得十分简捷。 1．3开口体系的工质堋或焓堋 单位流体的工质拥如下式： ex=h—k以o(srs0) ．．．……．(1) 式(1)中略去了流体的动能和位能。由式(1)所得的煳(ex)值等于流体在连续的可逆过 程中达到参考平衡状态点时所得到或需要的净功，净功是可逆过程中穿过系统边界进出环 境的全部耀的总和。在2．5节中将详缅讨论“船平衡”问题。 ． 1．4热量拥 热量娴的表达式如下： ● ．．．．．．，．．(2) (础)。：oJrf％d。／T=。，：-T0(s：—s，) 1．5佣平衡 —虿—■硼疆l 绝太多教情况下．婀流包括实际完成(输A或输出)的有用功k，进A系统的工质堋 ￡M．．(ex)，。和流出系统的工质炯日Ll|。(ex)。。以及热量媚(Ex)。。由于一切不可逆过程都消耗 堋，因此流A系统的炯之和超出流出的佣之和，其差值即为过程的炯损(Ex)，。这样，可得 稳态过程的煳平衡关系式如下： ………．(3) ● (E)()【_k+(EX)一∑眦。(ex)，I]{[‰(ex)。。] 通常流体只有一种，而且进出口的质量流量相同，因此，式(3)可简化为： ．．．…．．．．(4) (ex)【=‰+(ex)。+￡(ex)lh．Z(ex)。． 炯损(ex)．是在不可逆过程中炯转变为怃并永远消耗掉的部分，它亦可按下式计算