[发明专利]基于通用简化模型的飞机环系统中颗粒物沉降量估算方法

说明书

本发明公开了一种基于通用简化模型的飞机环系统中颗粒物沉降量估算方法，首先以一架支线飞机的环控系统为原型，建立一飞机环控系统通用简化模型，该模型包括依次连接的环控系统入口管段、辅助动力系统、第一风管、空调包、第二风管、空气混合舱和空气分配器；空气分配器包括主管路，主管路上设置有多个与主管路贯通的支管，每个支管的末端均分别设有一空气散流器；然后，对模型进行划区，确定相关参数，最终计算飞机环控系统通用简化模型中各区域的颗粒物沉降量。本发明可以用于研究颗粒物在飞机环控系统中的沉降和穿透到机舱中的情况，为飞机环控系统的运行维护和舱内环境评估提供一种途径。

技术领域

本发明属于封闭空间空气质量与污染物传播领域，尤其涉及一种基于飞机环境控制系统通用简化几何模型以计算飞机环控系统各部分中颗粒物沉降情况的方法。

背景技术

民航客机的环境控制系统通过向机舱输送空气为乘客和机组成员提供一个安全，舒适，健康的乘机环境。被送入客舱中的空气有一半来自室外，这一部分空气经由廊桥空调系统，地面空调车，发动机或者与发动机有相似组成部件的辅助动力系统进入飞机的环境控制系统，最终进入机舱，由于廊桥空调系统，地面空调车以及飞机的引起系统都没有安装高效过滤器，机场的空气质量以及飞机在地面的停留时间对于进入飞机环控系统和机舱的污染物有很大的影响。

中国正面临着非常严峻的空气污染问题，空气中含有大量的悬浮颗粒物(PM)，这些颗粒物中包括大气浮尘，烟灰，以及其他在空气中凝结的污染物。机场的空气污染情况更为严重。另一方面，中国的航班延误情况也十分严重，根据网站Flightstats(2014)的统计数据，中国三大主要机场的准点率仅仅只有30％，在全世界范围内排名最后。有统计数据表明，从飞机关闭机舱门开始到实际起飞之间，乘客和机组人员在机舱内平均要等待40分钟的时间^[1]。

中国严重的空气污染情况和较低的飞机准点率，使得大量的颗粒物进入飞机的环控系统，这些颗粒物会一部分沉降在飞机环境控制系统以及辅助动力设备的引起装置中，另一部分则会跟随送风进入到机舱内。沉降在系统中的颗粒物不仅会引起环控系统中的空气循环设备运行故障以及磨损引起系统，这些颗粒物还会增加空气再循环系统中高效空气过滤器的载荷，最后大大的缩短过滤器的使用寿命，影响整个环控系统的正常运行，进入机舱内的颗粒物还会污染座舱空气质量，影响乘客和机组成员的健康。

因此，研究颗粒物在辅助动力系统和环境控制系统沉降的具体位置，从而采取相应的手段来保证系统的安全运行和效率十分必要。关于穿透进机舱内的颗粒物的研究也能为飞机乘客和机组人员是否需要进行暴露量评估提供一个评判的依据。

参考文献

[1]Flightstats.(2014).Airline performance reports.http://www.flightstats.com/。

[2]You,R.,Zhao,B.,&Chen,C.(2012).Developing an empirical equation formodeling particle deposition velocity onto inclined surfaces in indoorenvironments.Aerosol Science and Technology,46,1090-1099。

[3]McFarland,AR,Gong,Muyshondt,Wente,WB,Anand,&NK.(1997).Aerosoldeposition in bends with turbulent flowEnvironmentalence&Technology,31,3371-3377。