飞机座舱颗粒物浓度评估方法研究

飞机客舱内的空气品质越来越受到关注,舱内颗粒物浓度超过限值会对人体健康造成伤害。因此在飞机通风系统设计时必须考虑座舱颗粒物浓度限值对系统设计的约束。可吸入颗粒物包括粗颗粒物PM10和细颗粒物PM2.5。以某民用飞机为研究对象,提出飞机座舱颗粒物浓度评估方法。通过对国内外相关技术文献调研并进行指标权衡分析,得到颗粒物浓度权衡指标限值。以舒适值作为设计需求,对某民用飞机通风系统设计方案的需求符合性进行评估。结果表明,不考虑舱内源产生的颗粒物时,达到稳定的舱内颗粒物浓度与座舱容积、通风量无关,座舱内颗粒物浓度稳定值PM2.5为31.5μg/m^(3),PM10为51.75μg/m^(3)。为满足座舱颗粒物环境舒适性设计需求,需增加过滤器。经计算,不安装再循环过滤器时,引气过滤器效率最低限值为5.5%;不安装引气过滤器时,再循环过滤器效率最低限值要求为26%。     

基于静电的航空发动机性能监测技术研究

介绍了静电传感器原理和发动机气路静电监测技术的原理,并在模拟实验平台上和涡轴发动机台架上进行了静电监测技术试验,分析了颗粒物特征和发动机工况对静电信号的影响。     

非挥发性颗粒物排放适航符合性验证方法

为了践行绿色发展理念，国际民用航空组织（ICAO）对商用航空发动机非挥发性颗粒物（nvPM）排放提出了新的要求，各 国适航当局也陆续发布了相应的适航规章。为了满足ICAO及适航规章中对航空发动机nvPM排放的要求，对nvPM排放适航符合 性验证方法进行了分析。综述了国际民用航空组织制定的新的航空涡轮发动机非挥发性颗粒物排放认证监管标准，结合国际民 用航空组织和美国汽车工程师协会（SAE）推荐的nvPM排放测试标准，总结了nvPM排放适航符合性验证方法，包括验证路线、 nvPM测试系统搭建、测试程序以及后处理等内容，为搭建nvPM测试系统和开展nvPM测试奠定理论基础，可供商用航空发动机非 挥发性颗粒物排放适航审查提供参考。     

粒度计数法测量气体中的颗粒物含量

气体中颗粒物的测量方法一般采用过滤法,测量时对仪器的洁净度有较高的要求,对高纯度气体的测量容易引入较大的偏差.本文对颗粒物的测量提出了一种新思路,采用粒度计数的方法来估算气体中的颗粒物含量.     

某型橡胶软管开裂原因分析

某型橡胶软管装机使用半年后外表面出现裂纹,外观检查,对橡胶软管外胶层两种不同形貌的老化裂纹断口进行宏观观察,采用视频显微镜及扫描电子显微镜对外观损伤特征进行检查,并对"星状"裂纹断口表面的颗粒物进行能谱分析,确定了两种不同形貌的老化裂纹开裂性质,分析软管外胶层开裂原因,并从延长橡胶软管使用寿命角度出发提出了在设计和使用...     

芳香烃种类及含量对航空发动机燃烧的排放影响

为了对不同芳香烃种类及含量在航空发动机上表现开展综合评定,对16种芳香烃的3种配比调和燃料开展发动机排放尾气碳烟浓度实验。根据实测颗粒物排放浓度值,对芳香烃的种类与含量增长对排放的影响进行比较;通过线性拟合计算芳香烃特性与颗粒物PM(particulate matters)排放的相关性;结合燃料的能量密度与排放两大重要因素,给出综合评定排名。分析结果表明:茚与萘系类产生的PM数浓度显著更高,而加氢处理后对排放有明显改善。芳香烃的密度和碳氢比对PM的影响最大,并随着芳烃浓度的增加影响越显著。对异丙苯与苯乙烯在综合评定中被列为最优两种芳烃,对萘系列加氢处理可同时优化比能与排放。该结果为通过控制燃料中芳烃种类来优化燃料提供了研究基础。      

不同来流条件对涡轮叶片表面颗粒沉积影响的实验研究

为了研究微颗粒在涡轮叶片表面的沉积特性,采用熔融态石蜡代替熔融态微颗粒,通过石蜡在平板表面的沉积来模拟真实涡轮叶片表面的微颗粒沉积,从而开展较低温度条件下微颗粒的沉积实验。通过实验观察石蜡在试验件表面附着固化分布,同时测量石蜡在平板表面不同位置的沉积量,研究了不同来流攻角、颗粒浓度对平板表面颗粒物沉积的影响规律,分析了等效加速实验的颗粒物沉积效果。结果表明：颗粒物沉积主要发生在平板前缘及压力面的中后部,前缘的颗粒沉积物质量远大于压力面和吸力面的。随着攻角的增大,压力面和吸力面沉积量显著增大,前缘变化不明显;随着来流颗粒浓度的增加,前缘和压力面的沉积量增加;对于已有等效加速实验准则,保持总粒子喷射质量相同,在颗粒浓度升高,实验时间变短的情况下,平板前缘位置的沉积量增大。     

航空发动机吸入颗粒物静电感应特性的模拟实验及分析

利用静电传感器和SC-010型环境试验箱等硬件搭建了吸入颗粒物静电监测模拟实验平台,并在此实验平台上展开了针对航空发动机吸入颗粒物静电感应特性的模拟实验研究,成功获取相应静电监测信号。实验设置颗粒材料、管道流速、颗粒粒径和颗粒投入质量4种变量作为变量条件,分别进行4组单一变量的对比实验,采集在不同颗粒材料、不同管道流速、不同颗粒粒径以及不同颗粒质量浓度环境下带电颗粒所产生的静电感应信号,对每组实验信号的活动率水平(AL)、正/负事件率(PER/NER)和绝对平均幅值等特征参数进行相应的数据分析和对比,并得到了一些有用的结论。实验发现,上述4种变量条件分别对静电感应信号的绝对时域平均幅值、AL参数、PER/NER参数有不同程度的影响。     

直升机桨叶耐颗粒物/砂磨蚀标准分析

在分析研究直升机桨叶耐颗粒物/砂磨蚀标准主要技术要素的基础上,全面对比分析了MIL-STD-3033、ГОСТР52560-2006、GJB 1171-1991等国内外标准的基本内容,提出了装备研制及标准化工作相关建议。     

不同来流条件对涡轮叶片表面颗粒沉积影响的实验研究

为了研究微颗粒在涡轮叶片表面的沉积特性,采用熔融态石蜡代替熔融态微颗粒,通过石蜡在平板表面的沉积来模拟真实涡轮叶片表面的微颗粒沉积,从而开展较低温度条件下微颗粒的沉积实验。通过实验观察石蜡在试验件表面附着固化分布,同时测量石蜡在平板表面不同位置的沉积量,研究了不同来流攻角、颗粒浓度对平板表面颗粒物沉积的影响规律,分析了等效加速实验的颗粒物沉积效果。结果表明:颗粒物沉积主要发生在平板前缘及压力面的中后部,前缘的颗粒沉积物质量远大于压力面和吸力面的。随着攻角的增大,压力面和吸力面沉积量显著增大,前缘变化不明显;随着来流颗粒浓度的增加,前缘和压力面的沉积量增加;对于已有等效加速实验准则,保持总粒子喷射质量相同,在颗粒浓度升高,实验时间变短的情况下,平板前缘位置的沉积量增大。     

大气TSP与自然降尘相关性分析及预测

利用陕西省1995-2003年监测的大气TSP年日均值和自然降尘年月均值，分别建立了相应的变量一元线性回归方程，并进行了TSP与自然降尘的预测及其误差分析。经检验，TSP预测线性回归方程及自然降尘预测线性回归方程均显著，预测结果具有较高的可信度。在颗粒物构成相对稳定的同一地区两项均值总体线性相关性显著。     

民用涡扇和涡喷发动机非挥发性颗粒物排放符合性方法研究

通过建立国际民航组织航空环境保护委员会第10次会议非挥发性颗粒物(nvPM)排放符合性验证思路,分别针对民用涡扇和涡喷发动机nvPM排放测量试验的采样和测量系统搭建、仪器和系统校准、试验用燃油、试验程序、颗粒物损失修正、试验数据分析和符合性判据开展研究,形成了相应的符合性方法和审查关注要点。研究成果可为国内工业方表明nvPM排放符合性提供符合性方法,为国内适航审定人员开展nvPM排放审查提供指导。     

存在剥离条件下颗粒物沉积过程的数值研究和实验验证

为了更加准确地模拟涡轮叶片表面颗粒物沉积的增长过程和分布状况,研究颗粒物沉积过程中粘附、剥离直至稳定平衡的规律,在经改进的颗粒粘附模型基础上考虑两种剥离形式,利用Fluent的User Defined Function (UDF)功能和网格重构技术,最终实现了熔融石蜡颗粒于带有气膜冷却的平板上沉积动态增长的过程。通过与相同条件下所得实验结果的对比,验证了所用模型的有效性和合理性。随后研究了是否加入剥离模型、气膜冷却吹风比、气膜孔射流角度等因素对沉积效果的影响。计算结果表明,考虑颗粒的剥离效应将减少颗粒物沉积的总量,尤其是在气膜孔后较短区域内;此外,吹风比的增加将使颗粒不易撞击壁面,已粘附的颗粒也更容易剥离从而降低沉积的厚度和质量;射流角度不断增大则使气膜覆盖效果变差,壁面温度升高,颗粒更易达到熔融状态沉积下来。研究发现该数值方法有助于更加精确地仿真沉积增长的过程,证实了吹风比和射流角度对沉积的分布和厚度有很大影响。当射流角度处于35°～40°时,可在一定程度上减少沉积。     

ISC3大气扩散模型在伊敏矿区的验证与应用

ISC3是美国环保局提出的一个适用于分析和测定固定工业源泄放的扩散模型,其是否能在我国伊敏矿区应用,是需要验证的.为此,利用2005年伊敏地区的大气环境监测数据和气象数据以及ISC3模式系统建立并验证了空气扩散模型.验证结果表明,颗粒物的监测日均值和模拟日均值的相关性比SO2要好.     

气膜冷却平板表面颗粒物沉积的实验研究

为了解涡轮叶片表面颗粒物的沉积规律和沉积对气膜冷却的影响,实验通过石蜡喷涂装置将熔融石蜡颗粒喷入到小型风洞中,石蜡颗粒沉积在具有气膜冷却的平板表面上来模拟涡轮叶片上的颗粒物沉积过程。实验中将表征石蜡熔融颗粒尺寸的斯托克斯数与实际燃气涡轮发动机中的煤灰颗粒相匹配,通过调节主流温度,保持石蜡颗粒在沉积前处于熔融状态来模拟真实涡轮叶片上颗粒物的粘附机理,观察没有气膜冷却情况下的石蜡沉积过程和有气膜冷却情况下,不同吹风比和不同射流角度对石蜡沉积的影响,以及石蜡沉积后对平板表面气膜冷却的影响。研究发现石蜡熔融温度与主流温度相接近时,更容易沉积在平板表面,并且石蜡沉积在生长到一定厚度后不再增长。在有气膜冷却的情况下,吹风比从0增加到1.5时,平板表面石蜡沉积先减少后增加,吹风比为0.5时,石蜡沉积最少。射流角度由30°增加到90°时,平板表面石蜡沉积逐渐增多。石蜡沉积降低了平板气膜冷却效率,并且气膜孔间下游区域的温度比气膜孔下游区域更高。     

涡轮叶栅通道内颗粒物沉积过程的数值模拟

为了更加准确获得颗粒物在涡轮中的沉积分布,以某涡轮叶片为模型,选用最接近航空发动机内部颗粒组成的Jim Bridger Power Station(JBPS)颗粒为污染物,同时,利用C++编写合适的User Defined Function(UDF)经过调试来分析颗粒沉积后叶片边界的复杂变形和边界网格依赖于时间变化的重构生成,在考虑每个时间步长颗粒沉积在叶片上从而改变叶片几何特性和换热特性的情况下,来深入研究颗粒物沉积在叶片的整个过程,最终得出了沉积的分布情况,并且通过数值研究结果与实验结果的对比,验证了网格重构与融合程序的合理性、准确性。根据叶片变形情况预测腐蚀的发生情况。随后,改变主流温度、颗粒直径来研究颗粒沉积特性。结果表明:颗粒主要沉积在叶片压力面中部,但会使得叶片前缘和压力面中部均产生明显变形;叶片前缘由于颗粒沉积使得粗糙度增加形成锯齿形,最先遭受腐蚀;颗粒直径影响颗粒沉积的分布与沉积生长速度;只影响沉积速度,并不改变沉积分布。     

航空生物燃料来势正劲

未来京沪航班试点 汉莎航空介绍,这架往返于法兰克福与汉堡的A321使用生物混合燃料运营试验至10月,公司因此要投入大量资金,试验目的是研究生物混合燃料在常规飞行中的应用效果、有害物质排量以及对发动机的影响等.这种生物混合燃料添加了50%的生物合成物质.与传统煤油燃料相比,其燃烧产生的固体颗粒物和二氧化碳量较低.在6个月...     

航空发动机尾气静电信号基线模型分析及应用

开展了基于尾气静电信号的航空发动机气路监控技术的应用研究,把尾气静电监测信号EGEMS作为一种新的气路状态参数并建立其基线模型,通过监控尾气静电信号RMS(root mean square)值的偏差值实现对气路部件的实时监控.首先从尾气静电监测的角度总结了尾气碳烟颗粒物的排放特性,分析了尾气静电信号的基线成分、主要影响因素及典型故障静电信号特征,在此基础上分别提出了基于燃油流量单参数的尾气静电信号基线模型(参数化模型)和基于多元状态估计技术的多参数基线模型(非参数化模型)挖掘技术.通过对某型涡轴发动机尾气静电信号的分析表明:所建立的基线模型能够准确反映发动机不同工况下的尾气静电信号的基本特征,有效地监测到气路的异常状态,验证了所提方法的可行性和有效性.      

宇航电绝缘材料深空环境适应性研究

宇航电绝缘材料是深空探测器电信号传递和作用的界限，评估宇航电绝缘材料的环境适应性是材料选择，绝缘设计及工艺处理过程中需要考虑和优化的项目。本文从材料电绝缘性能关联的环境因素入手，介绍了深空辐射环境、热环境、气体环境及颗粒物环境及其效应，给出了深空环境适应性评估流程及验证项目及方法，为宇航电绝缘材料的选用和评估提供参考。     

论喷气燃料规格中硫含量指标的控制

大气污染的主要原因，是由于燃油中硫元素的存在。其中全球民用航空运输业排放的二氧化碳等大气污染物，占全部大气污染的4％左右。其中主要焦点在CO2和NO3等，认为它们是主要的污染物，但是越来越意识到并关注硫在颗粒物形成中的作用。相信燃料中的硫在形成挥发物进而作为云雾形成的核心过程中发挥了重要的作用。