【摘 要】
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随着民航业的飞速发展,航班次数大大增加,机场内空气质量问题日益严重。当飞机在廊桥推出排队等待起飞期间,机坪上大量的气态污染物（CO、NOX等）会通过发动机引气系统直接进入客舱,严重危害乘客的健康。目前对于飞机客舱环境研究大多集中于恒值送风,容易形成污染物停滞区,而非稳态送风有利于打破这种停滞区,加快污染物的排出。因此,探寻一种可行的非稳态送风模式,提高引气污染物的清除效率具有重要意义。本文采用实验
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随着民航业的飞速发展,航班次数大大增加,机场内空气质量问题日益严重。当飞机在廊桥推出排队等待起飞期间,机坪上大量的气态污染物（CO、NOX等）会通过发动机引气系统直接进入客舱,严重危害乘客的健康。目前对于飞机客舱环境研究大多集中于恒值送风,容易形成污染物停滞区,而非稳态送风有利于打破这种停滞区,加快污染物的排出。因此,探寻一种可行的非稳态送风模式,提高引气污染物的清除效率具有重要意义。本文采用实验和CFD数值模拟相结合的方式探究飞机客舱内污染物的传播规律,使用Rhino5.0建立Boeing737客舱仿真模型,通过粒子图像测速（PIV）实验验证了客舱仿真模型的准确性。在Fluent软件中进行数值模拟,选取NO2为引气污染物,空调采用正弦信号送风替代恒值信号送风,对天花板送风、侧壁送风和混合送风模式进行数值模拟,获得了乘客呼吸区和客舱整体的NO2分布特征,并提出将空气龄和吹风感指数（DR）相结合的方法,评估出有利于引气污染物排放的空调最佳送风模式。仿真结果表明:在本文设定的边界条件中,当送风时间为180秒时,在天花板送风、侧壁送风和混合送风模式下,正弦信号送风对NO2清除效果均优于恒值信号送风,其中,正弦信号下混合送风模式对NO2清除效果最好,客舱内的NO2平均浓度降低了23.3%,空气龄最小,乘客的吹风感指数也符合热舒适性要求。为了探究正弦信号的周期和幅值的变化对送风的影响,对正弦信号混合送风模式下不同幅值和周期的情况进行了数值模拟,通过分析采样截面的NO2分布特征和客舱内NO2平均浓度,得出该模式下幅值和周期的最佳组合。在本文设定的仿真边界条件中,当幅值为100%,送风周期为15s时,正弦信号混合送风模式对NO2的清除效率最高。本研究证明了正弦信号送风有利于提高客舱送风系统对NO2的清除效率,并得出了最佳的送风模式和相关参数,为非稳态送风在未来客舱中的研究和使用提供了研究基础。
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