电子设备舱设备架压力损失计算分析_论文

发布于:2021-11-27 12:51:18

科技 息   上 海 飞机设 计研 究院 [ 摘 刘 牧 袁建 新  氍 随 管 路 接 头  鼓 风 风 鸵  孔 饭  要] 本文针 对某型飞机 电子设 备舱设备 架, 分别采用理论公式 与C F D仿 真的方法计算 了A R I NC 6 0 0 设 计点时冷却空气通过设  备架鼓风通路 产生的最大压力损失 , 并根据计算结果对设备架压力损失进行 了分析。   [ 关键词 ] 设 备架  冷却 通风  压力损 失  0 . 引 言  局部压力损失 △ 尸  :   △P :  .   随着现代航 空产业 与技 术的发展 , 飞控 、 通信 导航 、 综 合信 息处理  等机 载系统越来越多地采用高性能 、 大 功率的航空电子设备 , 如何 为这  些 设备提供 高效的冷却通 风成 为提 高设备可靠性 , 保障 飞行安全 的关  键  1 . 电子设备冷却通风 系统概述  电子没 备冷 却通J x 【 系统 南鼓风 和排 气系统组 成 : 鼓风 系统向 电子  没备提供 冷却空气 , 再南排气 系统将 电子设 备舱的热气排 } n机外 。其  ? } l ’ 鼓J x l 系统统组 成如图 l 所示 , 鼓J x 【 风扇将来 自客舱 的冷却空气 吸人  高效的过滤 器纵什过滤 掉其 叶 1 的水 分与颗粒物 , 再通过管 道系统进入  设备 架 .   设备架 内部通 过孔 板 分配 给每个 设 备所需 的冷 却空 气流  鲢  在鼓 J x U 4嘲下游安装有传感器以 监控冷却空气的流量和温度。   其 中: f 。 为截面突扩管道局部损失 系数 , 取0 . 6 4 ; l D 为空气密度 ; u -   为设备架入 E l 空气流速 。   局部压力损失 △   :   △P  :  .   其 中:   为弯管道局部损 失系数 , 取0 . 9 8 5 ; u 2 为风腔中的空气流速 。   沿程压力损 失 △ P ’ :   ? 等. D :   其中 : A 为沿程损 失系数 , 取0 . 0 3 7 ; D 为 当量 直径 ; , , 6, h 分别  为风道 的长 度, 宽 和高 。   孔 板 压 力损 失 △  。 :   = (   } 冬 I   lI l 三 子 没备统鼓风 系统组成示意  机载电 _ f设备集q t 安装在 电子没备舱的设 备架上。图 2 所示 为典  型的 3 层设 备架结 中 句 , 其中鼓 风系统主要  鼓风 管路 接头 , 鼓风风 腔和  f 、 _ f 于设备底部f f J ,  ̄ L 板组成  其中 : Q 为通过  L 板 的质量流 量; ( 、 为流} } j 系数 , 取0 . 6 ; £为膨胀  系数, 取l ; d为孔板孑 L 径。   f 算 得到的设备架 各部分 及总的压 力损 失如表 1 所示  表l 设备架压力损 失  局部压 力   局 部 压 力  沿 程  力  扎板J  力   没 备架 总 压 力  损失△ P   ( P } I )   7 . 3 7 2   拍i 失  ( P a)   l 6   损失 △P   ( P- 1 )   2 3   损 失  , 】   ( P a)   3 6 . 6 7   损失 AP   ( P a)   8 3 . 0 42   4 . 设 备 架 内部 流 动 GF D仿 真  采川 AN S Y S 软什对冷 却空  在 没备架  的流动世 仃仿  汁掉 . 采  J t l 1  ̄ 构化 I I 司格 , 网 格 总结 点 数 为 1 5 7 8 1 8 .   4所 , J   为设 备  进 f I ; L J 处  的 网 格 划 分  5 所示为计锋收敛时人 口截面及戡丽 I . 2 , 3 (   3 ? } 1 红 色戡面 ) _ i :   的』  力分 布  图 2电 子设 备舱 设 备 架   ( i l A RI N ( , ' 6 0 f   规范 【 l t 规定 了电子设 备通风 系统的 没计 点为 :   冷  上 " 空气温度为4 0  ̄ { H b j , 通 过设备的冷却空气流量 为2 2 0   k g / ( h r ? k W)   冷却夺  C 流经鼓风 系统通路 时产生的压 力损失包括 设备粜 压力损  失、 过滤 器f K力损 失以及管道 系统压 力损 失 :确定 系统 在设计点 的压  力损失是电予设备冷却通风 系统性能 没计的关键 =   3 . 设 备架压 力损失计 算  设 备架门   力损 失 汁锌模 型 如  3 所示 .相 _ 芙 假设 如下 : 设备 架入  口冷却空气总流  为 1 9 0 k  h r . 入 口管径 为 I l 5 am, r 鼓风风道宽 2 7 5 mm,   离3 6 a r m   为j   汁钎: 没 备架最 大压 力损 失 , 似 没内部压力损 失最大的设 备位  于 没备架鼓风  道 的最远端 , 且  热载荷也最大 , 为l 0 0 w, 设备底部孑 L   板孔径 为 1 2 m m. 孔数 勾 1 0个  l _   嚣  惹 《   ?  4没 备 架 进 … L 】 网格 划 分  聪  人口截面  截面 1   【 司3设备架压 力损失计算模 型  冷 却宅气流经设 备架鼓风通 路时产 生的压力损 失主要包括 : 从设  备架进 口到垂 直风腔由于截 面突然变大产 生的局部压力损 失 △ P  : 从  垂 直风腔变为水*风道 产生的局 部压力损失 △   ; 水*风道产生 的沿  程J  力损 失 △ , J  ; 流经 孔板 的J  力损 失 △   。设 备架 的总 压力损 失  △P= △, J I + △,   , +  ,   +△PJ   : 嚣:   黪   截面 2   图5

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