Название: Тепловое проектирование кабин самолетов - Учеб. пособие. (В. А. Спарин)

Жанр: Технические

Просмотров: 1409


3.2. расчет теплоизоляции кабины

Теплоизоляция кабины предназначена для уменьшения теплопритоков и теплопотерь через ограждение кабины, а также для предохранения внутренних поверхностей ограждения от образования на них конденсата. Теплоизоляция кабины состоит из отдельных панелей –  матов стандартной толщины, устанавливаемых между шпангоутами в один или несколько слоев. В соответствии с требованиями ЕНЛГС теплоизоляция кабины должна исключать возможность скапливания в ней влаги.

Расчет теплоизоляции кабины заключается в определении толщины и марки материала изоляционного слоя при работе СКВ в режиме максимальной теплопроизводительности.

В приближенных расчетах теплового режима кабины толщина теплоизоляции может быть принята такой же, как у самолета-аналога, или выбрана из следующих рекомендаций. Толщина теплоизоляции, устанавливаемой в кабинах экипажа пассажирских и транспортных самолетов, 60…80 мм, в пассажирских кабинах – 90…140 мм, в кабинах маневренных самолетов – 20…40 мм.

3.2.1. Расчет теплоизоляции внешнего ограждения кабины

По предварительно заданной толщине теплоизоляции из уравнений (2.40), (2.43) находится величина теплового потока через внешнее ограждение кабины Qогрн.

По известной величине Qогрн проверяется условие комфортности для пассажиров

                                             (3.5)

где tск – температура поверхности теплоизоляции со стороны кабины.

При выполнении условия комфортности расчет теплоизоляции заканчивается. В противном случае необходимо увеличить толщину теплоизоляции и повторить расчет теплового потока через внешнее ограждение кабины Qогрн.

Увеличение толщины теплоизоляции снижает коэффициент теплопередачи внешнего ограждения кабины и позволяет уменьшить производительность, массу и габариты системы кондиционирования воздуха. Однако при этом возрастают масса и стоимость изоляции, и уменьшается полезный объем кабины. Поэтому выбор оптимальной толщины теплоизоляции должен производиться на основе ее технико-экономической оптимизации для каждого типа летательного аппарата. В то же время теплоизоляция является одновременно и звукоизоляцией. Поэтому действительная толщина теплоизоляции может превышать ее оптимальное значение из-за дополнительных требований по снижению уровня шума в кабине.

3.2.2. Расчет теплоизоляции внешнего ограждения

потолочной части кабины

Так как параметры воздуха в надпотолочной части кабины не нормируются, то при расчете теплоизоляции на внешнем ограждении потолочной конструкции (рис. 2.7) следует исходить из условия недопустимости конденсации влаги на поверхности теплоизоляции, обращенной во внутрь воздушной прослойки. Для выполнения этого условия температура tиз на поверхности теплоизоляции должна быть не менее, чем на 0,5…1 °С выше температуры точки росы.

Давление насыщения водяных паров в воздушной прослойке потолочной конструкции

                                           (3.6)

где P, d – давление и влагосодержание воздуха в прослойке, значения которых можно принять равными давлению и влагосодержанию воздуха в кабине.

Температура насыщения (точка росы) водяных паров

                           (3.7)

где значение Рн подставляется в барах.

Температура поверхности теплоизоляции со стороны воздушной прослойки принимается

                               (3.8)

Требуемая толщина теплоизоляции (без учета внешнего лучистого теплообмена и собственного излучения внешней поверхности ограждения кабины)

               (3.9)

где   – коэффициент теплопроводности выбранного материала теплоизоляции; aкбпот, , dпот, lпот– параметры, определяемые по уравнениям п.2.1.3.

Так как теплоизоляционные материалы имеют стандартную толщину (табл. П3), то полученное расчетное значение толщины теплоизоляции  округляют в большую сторону до ближайшей стандартной величины.