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

Жанр: Технические

Просмотров: 1409


5. расчет требуемого расхода воздуха для охлаждения бортовой радиоэлектронной аппаратуры

 

 

Система кондиционирования воздуха летательного аппарата кроме поддержания требуемого микроклимата в кабине используется также для охлаждения пилотажно-навигационного и другого штатного и специального бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО). Современное авиационное радиоэлектронное оборудование выполняется в виде отдельных блоков или многоярусных стоек, с размещенными на них модулями (блоками). Воздух, нагретый в блоках, через жалюзи и перфорационные отверстия в их кожухах сбрасывается в отсек, а затем через выпускной клапан в атмосферу (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Схема охлаждения БРЭО воздухом, подаваемым от СКВ

 

Требуемый массовый расход воздуха для охлаждения блока БРЭО

                         (5.1)

где Qбл – тепловой поток, выделяемый блоком; tвх, tвых – температура охлаждающего воздуха соответственно на входе и на выходе из блока, обычно для БРЭО tвых £ 60 °С.

Общий расход воздуха, требуемый для охлаждения радиоэлектронного оборудования,

                   (5.2)

где n – количество блоков БРЭО, охлаждаемых воздухом от СКВ.

 

 

На рис. 5.2 показан график изменения удельного расхода воздуха gбл, требуемого для отвода от БРЭО теплового потока в 1 кВт, в зависимости от температуры воздуха на входе в блок при tвых = 60 °С.

Рис. 5.2. Зависимость gбл = f (tвх) при tвых=60 °С

 

Из графика следует, что при tвх > 20 °С требуемый удельный расход воздуха значительно возрастает. Поэтому для охлаждения БРЭО используется воздух с пониженной температурой tвх = – 10…+5 °С, что позволяет уменьшить требуемый расход воздуха и массу воздухопроводов.

Уравнение (5.1) и график рис. 5.2 применяются только для приближенной оценки требуемого расхода воздуха. На практике удельный расход воздуха может достигать 180…250 кг/(ч кВт)  при tвх = 20 °С.

 

Приложения

 

Т а б л и ц а  П1

Физические свойства сухого воздуха при давлении 101,325 кПа

t, °С

ρ, кг/м3

Cp,

кДж/кгК

λ·102,

Вт/мК

α·106,

м2/с

μ·106,

Нс/м2

ν·106,

м2/с

Pr

–50

1,584

1,013

2,04

12,7

14,6

9,23

0,728

–40

1,515

1,013

2,12

13,8

15,2

10,04

0,728

–30

1,453

1,013

2,20

14,9

15,7

10,80

0,723

–20

1,395

1,009

2,28

16,2

16,2

12,79

0,716

–10

1,342

1,009

2,36

17,4

16,7

12,43

0,712

0

1,293

1,005

2,44

18,8

17,2

12,28

0,707

10

1,247

1,005

2,51

20,0

17,6

14,16

0,705

20

1,205

1,005

2,59

21,4

18,1

15,06

0,703

30

1,165

1,005

2,67

22,9

18,6

16,00

0,701

40

1,128

1,005

2,76

24,3

19,1

16,96

0,699

50

1,093

1,005

2,83

25,7

19,6

17,95

0,698

60

1,060

1,009

2,90

27,2

20,1

18,97

0,696

70

1,029

1,009

2,96

28,6

20,6

20,02

0,694

80

1,000

1,009

3,05

30,2

21,1

21,09

0,692

90

0,972

1,009

3,13

31,9

21,5

22,10

0,690

100

0,946

1,009

3,21

33,6

21,9

23,11

0,688

120

0,898

1,009

3,34

36,8

22,8

25,45

0,686

140

0,954

1,013

3,49

40,3

23,7

27,80

0,684

160

0,815

1,017

3,64

43,9

24,5

30,09

0,682

180

0,779

1,022

3,78

47,5

25,3

32,49

0,681

200

0,746

1,026

3,93

51,4

26,0

34,85

0,680

250

0,674

1,038

4,27

61,0

27,4

20,61

0,677

300

0,615

1,047

4,60

71,6

29,7

48,33

0,674

350

0,566

1,059

4,91

81,9

31,4

55,46

0,676

400

0,524

1,068

5,21

93,1

33,0

63,09

0,678

 

 

Т а б л и ц а  П2

Оптические характеристики материалов

Материал, цвет,

состояние поверхности

ε

А

 

 

Алюминий:

полированный

оксидированный

хромированный

Сталь полированная

Покрытие серебряное

Краска алюминиевая

Краска белая

Краска светло-голубая

Краска светло-красная

Краска темно-зеленая

Краска черная

Стекло

Плексиглас

Керамика

 

0,04

0,15

0,25

0,56

0,02

0,35

0,95

0,92

0,91

0,91

0,90

0,91

0,80

0,90

 

0,25

0,20

0,50

0,50

0,07

0,45

0,15

0,39

0,52

0,81

0,90

Рис. П1

Рис. П1

0,70

 

 

 

a

б

Рис. П1. Зависимости поглощательной и пропускательной способностей стекол от их толщины:

а – силикатное стекло; б – органическое стекло (плексиглас)

 

 

Рис. П2. Зависимость плотности потока прямого солнечного излучения от высоты полета

 

Т а б л и ц а  П3

Характеристики теплоизоляционных материалов

 

Марка

материала

Толщина,

δ, мм

ρ, кг/м3

λ, Вт/м·К

Характеристика,

область применения

ВТЧС-15

ВТЧС-20 ВТЧС-25

ВТЧС-30

15

20

25

30

20

20

20

20

0,060

0,060

0,060

0,060

Маты 125´95 см для теплоизоляции кабин самолетов при t = – 60…120 °С

 

 

АТМ-1-20

АТМ-1-25 АТМ-1-30

АТМ-1-35

АТМ-1-40

20

25

30

35

40

10

10

10

10

10

0,069

0,069

0,069

0,069

0,069

Маты 550´55 см для теплоизоляции кабин самолетов при t = – 60…70°С

 

АТМ-3-5

АТМ-3-10

АТМ-3-15 АТМ-3-20

5

10

15

20

50

40

40

40

0,069

0,069

0,069

0,069

Маты 110´60 см для теплоизоляции трубопроводов и агрегатов при t =

=  – 60…450 °С, кратковременно до 600 °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а  П4

Международная стандартная атмосфера

Высота

Температура

Рн,

ρ,

μ·106,

Н, км

МСА, К

Гор.ат., К

Хол.ат., К

Па

кг/м3

Па·с

0

288,1

311,0

223,0

101325

1,2250

17,894

0,5

284,9

308,0

248,0

95453

1,1670

17,737

1,0

281,6

305,0

248,0

89876

1,1120

17,578

1,5

278,4

301,5

248.0

84556

1,0580

17,419

2,0

275,1

298,0

248,0

79488

1,0070

17,260

2,5

271,9

2