18156

18156

مدل سازي و بهينه سازي سيستم تهويه مطبوع كابين هواپيما

كارشناسي ارشد

آيروديناميك

فروردين ماه 1396

دكتر صنابع

مكانيك

هواپيماها معمولا در ارتفاعات بالا (8 تا 12 كيلومتر ) پرواز مي¬كنند، كه دما و فشار محيط به ترتيب ℃50- و 0.15 بار بوده و غلظت گازهاي خطرناكي همچون اوزون نسبت به حالت استاندارد بالاست. با افزايش ارتفاع، فشار جزئي اكسيژن خون نيز كاهش مي¬يابد و موجب بروز مشكلات عديده¬اي براي مسافران مي¬گردد. بنابراين وجود سيستم تهويه ¬مطبوع به¬منظور تامين سلامت و آسايش مسافران امري اجتناب¬ناپذير است. از كمپرسور اصلي موتور هواپيما به عنوان منبع تامين فشار و دماي مناسب كابين، استفاده مي¬گردد. به علت دما و فشار بالاي هواي انشعاب گرفته شده از كمپرسور، خنك كردن اين هوا به منظور استفاده در كابين هواپيما لازم است. بدين منظور از لفظ تبريد در اين پژوهش استفاده مي¬گردد. سيال عامل در اين سيكل هوا بوده و با توجه عواملي همچون كم خطر بودن و ارزان بودن، به طور وسيعي در صنعت هوايي مورد استفاده قرار مي¬گيرد. انواع سامانه¬ها¬ي تهويه مطبوع كابين هواپيما و تجهيزات موثر در اين سامانه¬ها به صورت جامع مورد بررسي قرار گرفته است. از جمله پركاربردترين سامانه¬هاي مورد استفاده، سامانه بوت¬استرپ سه¬چرخه و چهارچرخه مي¬باشد كه مدل¬سازي شده¬اند و تاثير تغييرات پارامترهاي مختلف بر توابع هدف سامانه تبريد هوايي سيكل سه چرخه و چهارچرخه مورد بررسي قرارگرفته است و دو سيكل با يكديگر مقايسه شده¬اند. سپس با شناسايي متغيرهاي تاثيرگذار در نتايج، به بهينه سازي دو هدفه (ضريب عملكرد سيستم و تابع سرمايش سالانه بر هزينه¬ نگهداري و سرمايه گذاري سالانه) با الگوريتم NSGA II پرداخته و نقاط بهينه شده مطابق با روش LINMAP استخراج شده است.

1396/09/21

9/12/2017 12:00:00 AM

Flight altitude of aircrafts is between 8 to 12 km. In this altitude, temperature and pressure of environment is -50°C and 0.15 Bar and density of ozone is higher than normal. By height increasing, partial pressure of blood decreased and causes many problems for passengers. Therefore for travelers safety and comfortness. In this system main compressor of aircraft is used as a source of high pressure and temperature. Therefore it is necessary to cool bleeded air from main compressor .Working fluid of air condition system is air. Using of air as working fluid in air conditioning system of avionic systems is very common because it is cheap and low risk to use. In this thesis, various system of cooling is studied. One of the most common cooling system is 3cycle and 4 cycle bootstrap system .Mentioned system is modeled and effects of different parameters on COP is studied and compared .After determining important parameters, their affect on objective functions investigated. Then two objective optimization( Coefficient of performance and cooling load to annual cost) by NSGA algorithm is carried out and final points extracted by LINMAP method.