Термодинамический анализ циклов систем кондиционирования воздуха тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ
|
Пащенко, Наталья Ивановна
АВТОР
|
||||
|
кандидата технических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Новосибирск
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2010
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.14
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
00460401У
Пащенко Наталья Ивановна
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЦИКЛОВ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
1 о июн 2010
Новосибирск - 2010
004604010
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент
Дьяченко Юрий Васильевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Балаганский Игорь Андреевич
кандидат технических наук, с.н.с. Елистратов Сергей Львович
Ведущая организация: Московский авиационный институт
(Технический университет), г. Москва
Защита состоится «18» июня 2010 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.02 при Новосибирском государственном техническом университете.
Адрес: 630092, г. Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.
Автореферат разослан «17» мая 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета: доктор технических наук, доцент
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Одной из проблем современной авиационной техники является разработка систем кондиционирования воздуха (СКВ), имеющих максимальную эффективность и экономичность. Экономичность авиационных систем определяется приведенной взлетной массой, которая представляет сумму установочной массы и ее приращения, определяемого величиной отбираемого расхода воздуха и механической работы от силовой установки, увеличением аэродинамического сопротивления самолета воздухозаборниками системы и т.д. Применение систем кондиционирования, работающих по усовершенствованным циклам с оптимизированными параметрами, позволяет значительно уменьшить расход воздуха в «холодной» линии и отбор механической работы, уменьшить приведенную взлетную массу системы и увеличить полезную нагрузку, а также увеличить степень комфортности в гермокабине. Для решения этой проблемы все более широкое применение находит новое поколение СКВ, характерной особенностью которых является применение ступенчатого сжатия и регенеративная осушка влажного воздуха. При практической реализации этих систем, для получения максимальной эффективности необходимы научно обоснованные методики расчета, проектирования и оптимизации. Решение оптимизационных задач требует теоретического обоснования и модельных представлений о системе кондиционирования в целом и ее структурных элементов.
В настоящее время при разработке СКВ используются в основном инженерные методики расчета. В инженерной методике расчета целый ряд исходных параметров цикла задается на основе ранее разработанных аналогов или опыта и интуиции проектировщика. Кроме того, такая методика не опирается на физическую и математическую модели всей системы, поэтому не может определить оптимальные условия реализации. В настоящее время сложилась парадоксальная ситуация - высокий технический уровень агрегатного состава сочетается с полным отсутствием теоретического представления и анализа СКВ.
СКВ можно представить как сложную теплоэнергетическую систему, в которой сочетаются холодильный (обратный) и теплоиспользующий (прямой) циклы. Эти циклы можно представить как обратимые, т.е. идеальные для данных условий цикла, что в термодинамическом анализе циклов имеет очень важное значение. Представление обратимых циклов позволяет создать наиболее простую физическую и математическую модели цикла, строить на их основе реальный цикл и анализировать его, анализировать основные закономерности цикла и получать аналитические расчетные зависимости, определять оптимальные условия реализации цикла, оценивать влияние исходных параметров на термодинамическую эффективность и область существования цикла, т.е. оценивать степень совершенства реального цикла. Таким образом, полный термодинамический анализ циклов представляет собой комплекс частных задач. В настоящее время такой комплексный подход к анализу циклов СКВ отсутствует.
Цели и задачи исследования. Проведение комплексного термодинамического анализа идеализированных циклов авиационной СКВ. Для этого решаются следующие задачи:
1) разработка методики термодинамического анализа циклов СКВ;
2) разработка термодинамических моделей сопряженных циклов воздушно-холодильной машины (АВВХМ) и тепдоиспользующей системы (ТИС) в составе СКВ;
3) разработка методики определения области существования циклов СКВ;
4) разработка методики оценки термодинамической эффективности циклов СКВ;
5) разработка методики оценки расхода рабочего воздуха в СКВ;
Научная значимость и новизна работы состоит в следующем:
1) предложена методика анализа СКВ как результат совместной работы идеализированных термодинамических циклов АВВХМ и ТИС с учетом их взаимосвязи, что позволяет более полно оценить термодинамическую эффективность СКВ в целом;
2) развита методика определения области существования циклов СКВ, дополнительно учитывающая влияние исходных параметров (атмосферных давления и температуры, скорости полета, давления за компрессором), а так же схемных решений циклов АВВХМ и ТИС;
3) предложена методика оценки термодинамической эффективности СКВ в целом, учитывающая совместную работу холодильного и теплового циклов;
4) выполнен комплексный термодинамический сравнительный анализ идеализированных циклов СКВ различных схем (нерегенеративной одноступенчатой, нерегенеративной двухступенчатой, регенеративной двухступенчатой по схеме «петля»), установлены области существования и термодинамические эффективности каждой из них.
Положения, выносимые на защиту:
1) термодинамические модели идеализированных циклов СКВ;
2) методика термодинамического анализа идеализированных циклов СКВ;
3) результаты термодинамического анализа идеализированных циклов СКВ.
Практическая ценность работы:
1) разработанные модели идеализированных термодинамических циклов СКВ позволяют сделать термодинамическую оценку степени совершенства реальных циклов СКВ;
2) установлено существование наиболее рациональных условий реализации циклов СКВ с точки зрения термодинамической эффективности;
3) разработана методика определения области существования циклов СКВ;
4) выполнен термодинамический анализ схемы СКВ используемой на современных зарубежных самолетах, таких как Боинг-757(767), А-ЗОО(ЗЮ), ТУ-204 (224, 334), и ИЛ-96-300;
5) полученные результаты могут быть использованы при разработке СКВ нового поколения.
Достоверность полученных результатов. В основе работы лежат известные законы и апробированные методы термодинамического анализа. Сформу-
лированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы численными данными и решениями, полученными в работе, и не противоречат известным положениям наук - термодинамики, механики жидкости и газа, математики; базируются на строго доказанных выводах о закономерностях процессов тепломассообмена, согласуются с имеющимися теоретическими работами в области термодинамики и теплопередачи.
Личный вклад. Автору принадлежит разработка методики термодинамического анализа систем кондиционирования, результаты и выводы. Им выполнены представление и анализ идеализированных циклов СКВ, проведение исследований и обработка данных численного моделирования, подготовка докладов и публикаций, выводы и заключения по работе. Постановка задачи принадлежит д.т.н. Ю.В. Дьяченко, который является научным руководителем работы.
Апробация работы. Содержание и основные результаты исследований диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона», НГТУ, Новосибирск, 2005, 2010; Всероссийская научная конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», Новосибирск, НГТУ, 2009; на II Общероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодежь, техника космос», БГДУ, Санкт-Петербург, 2010.
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 10 работ. Из них 1 научная статья в рецензируемом журнале, входящем в перечень, рекомендованный ВАК; 2 научные статьи в рецензируемых журналах; 3 статьи в сборниках научных трудов; 4 публикации в материалах научных Всероссийских конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и Приложения. Общий объем диссертации составляет 155 страниц, включая 72 рисунка и 1 таблицу. Список используемых источников содержит 88 наименований.
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов:
1)РФФИ 05-08-33588 - «Моделирование и анализ авиационных систем кондиционирования воздуха»;
2) РФФИ 09-08-00321-а - «Исследование эффективности авиационных систем кондиционирования воздуха».
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научная и практическая ценность, новизна работы, определены цель и содержание решаемых задач, дано краткое содержание диссертации.
В первой главе выполнен обзор и анализ современного состояния СКВ и перспектив их развитая. Рассмотрены схемы воздушно-холодильных машин в составе авиационной систем кондиционирования воздуха (АВВХМ). Теоретическое обоснование замкнутого цикла воздушно-холодильной машины выполнено в работах B.C. Мартыновского. Работа АВВХМ основана на использовании атмосферного воздуха в качестве рабочего тела, поэтому для них особенно актуальны проблемы осушки влажного воздуха. Исследования влияния влажности на работу АВВХМ и СКВ проводились в работах К.И. Старостина и М.В. Горбачева. В работах Ю.М. Шустрова проведена оценка расходов топлива, необходимого для компенсации энергопотребления систем кондиционирования.
Применение регенеративных АВВХМ в составе СКВ в сочетании со ступенчатым сжатием позволяет достигать максимальной термодинамической эффективности СКВ. Это направление развития является наиболее перспективным. Несмотря на практическую реализацию таких схем в литературе отсутствуют данные по теоретическим и экспериментальным исследованиям. Исключениями являются работы Ю.В. Дьяченко, в которых развита теория воздушно-холодильных машин, в том числе, ступенчатого сжатия и регенеративных, а также разработана методика системного комплексного термодинамического анализа обратимых циклов.
Решение оптимизационных задач требует представления термодинамической модели системы кондиционирования воздуха. Данные о представление идеальных циклов авиационных систем кондиционирования воздуха и их анализ в имеющейся литературе весьма ограничен, что не позволяет выявить оптимальные условия реализации авиационных систем кондиционирования воздуха.
Во второй главе рассматриваются физическая и математическая модели нерегенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха, применяемой на реактивных самолетах первого поколения - ТУ-104, ТУ-134, ТУ-154, ИЛ-62, ИЛ-86. Типовая блок-схема авиационной СКВ показана на рис. 1. Функционально в авиационной СКВ можно выделить две основные теплоэнергетические системы: систему генерации холода (рис. 2(а)) и систему генерации тепла (рис. 2(6)). В основе работы этих систем лежат термодинамические циклы. Работа первой системы основана на обратном термодинамическом цикле -цикле воздушно-холодильной машины. Работа второй системы - на прямом термодинамическом цикле - цикле теплоиспользующей системы.
Рис. 1. Блок-схема авиационной системы кондиционирования
Термодинамические модели циклов АВВХМ и ТИС составляются на основе их схем, и в общем случае представляют собой систему нелинейных уравнений, которые описывают процессы в моделируемом объекте и устанавливают
связь между режимными параметрами: скоростью полета со, давлением за компрессором Рк, атмосферной температурой Г0, атмосферным давлением Р0.
Рис. 2. Схема: а) воздушно-холодильной машины, б) теплоиспользукяцей системы в составе авиационной СКВ: 1 - воздухозаборник, 2 - турбокомпрессор, 3 - атмосферный теплообменник, 4 - турбохолодильник, 3 - дроссельная заслонка, ГК - гермокабина, САРД - система автоматического регулирования давления
На рис. 3 показаны Т-з диаграммы циклов АВВХМ (а) и ТИС (б). Данные циклы характеризуются общими процессами:
- торможения в воздухозаборнике (а-1)
- сжатия воздуха в компрессоре силовой установки (1-2);
- смешения горячего воздуха с холодным (41-6) в цикле АВВХМ, (8-6) в цикле ТИС;
- нагрева воздуха в гермокабине (6-5);
- истечения воздуха через систему автоматического регулирования давления (5-6).
Для цикла АВВХМ характерны так же процессы:
- охлаждения сжатого воздуха в атмосферном теплообменнике (2-3);
- смешения рециркуляционного воздуха с холодным (4-41). Для цикла ТИС:
- процесс дросселирования (2-8).
При моделировании АВВХМ и ТИС принимаем: воздух, циркулирующий в данных циклах, является идеальным газом, тогда процессы сжатия и расши-
рения считаем адиабатными и изоэнтропными, процесс теплообмена - обратимым.
2
, 1 \ 7« Ш
1 М> Р
¿г р 1 1 0
1 1
а) б)
Рис. 3. Г - 5 диаграммы циклов: а) АВВХМ и б) ТИС
В работах Дьяченко Ю.В. получена зависимость практического холодильного коэффициента цикла АВВХМ в виде:
„обп _ Ях _ еАВВХМ
х-1
(Рк/РГк) *
к-1
(Рк/Р*)"
(1)
Для описания характеристик идеализированных циклов АВВХМ и ТИС, и их взаимосвязи предложены следующие параметры: - тепловой коэффициент цикла ТИС:
кг-1
Тис ■
Ж
т I £к.
т-тк
)
к-\
(2)
к
- коэффициент отношения рециркуляционного потока воздуха Л/рец к холодному Мхол (используя уравнений теплового баланса (¿х = Qг)•,
мхол 2 41 УГК
- коэффициент отношения горячего потока воздуха Мгор к холодному Мхол:
(4)
мхол 1 'Ч-Гб'
- полная работа, затрачиваемая на реализацию СКВ:
М
Ь = МГ0р£к + Мхоп£к =—+ (5)
Л
где 1К - работа компрессора;
- удельная работа цикла АВВХМ:
+ (6)
- удельная работа цикла ТИС:
ет={1+Щ*.к. (?)
На рис. 4 показаны зависимости, рассчитанные по (6) и (7), соответственно. Как следует из приведенных на рисунке данных, при определенных исходных данных в зависимостях удельных работ циклов АВВХМ и ТИС имеется явно выраженный минимум от Рк.
а) б)
Рис. 4. Зависимость удельных работ циклов: а) АВВХМ и б) ТИС от Т0 и Рк ■ при Р0 = 0,5-Ю5 Па, <о = 300 м/с, Г) = 0,3
Численный анализ показал, что для цикла АВВХМ существует и оптимальная высота полета. Следовательно, существуют рациональные режимы работы подсистем по давлению за компрессором и высоте, при которых удельная работа циклов минимальна.
Область существования СКВ по предложенной методике определяется системой неравенств, удовлетворяющей следующим требованиям:
1 - используемая энергия компрессора имеет положительное значение
(8)
2 - числитель и знаменатель коэффициента характеризуют процессы нагрева холодного воздуха и охлаждения горячего, соответственно, и имеют положительные значения по физическому смыслу
(1+т,)(Гб-Г41)>0, (9)
Т„-Тб> 0. (10)
Решение системы неравенств относительно исходных параметров является теоретической областью существования идеализированных циклов СКВ. Численный анализ показал, что решение данной системы меняется в зависимости от численного значения параметров.
На рис. 5 показаны предельные случаи реализации циклов, определяемые данной системой неравенств. Предложенный метод термодинамического анализа позволил описать механизмы формирования границ области существования циклов СКВ.
Для определения термодинамической эффективности всей СКВ получены: - теоретический коэффициент термодинамической эффективности СКВ (выраженный через параметр связи циклов £), который представляет собой отношение полной холодо- и теплопроизводительности циклов входящих в СКВ к полной работе, затраченной на реализацию системы:
филг ■ (<?х+<?Г)+Чор • Яг _ (гд-Г4)+(Г|-Г6)Н-№ -Гб)
*скв ~ 2 - (1НИг2-т;) '(11)
- практический коэффициент термодинамической эффективности СКВ, характеризующий отношение полезной холодо- и теплопроизводительности циклов к работе системы:
М^-дх+Мпр-дг (Т5-ТА) + ^(ТЬ-Т5)
(Т/ИЛЛ _
ТСКВ -
ь а+9-(г2-2;)
- расход воздуха Мскв, отбираемый от компрессора силовой установки в систему кондиционирования:
(12)
МСКВ=Мхол+Л/гор=-
М,
рец
(1 + 4)-
(13)
р
Р=РК ПС
5^У
б \1 /
Л1 / "б 1
1 Р
1 0
у 1
Рис. 5. Предельные случаи реализации циклов АВВХМ и ТИС в составе СКВ: а) используемая удельная работа компрессора £ к —»0; б) процесс охлаждения горячего воздуха отсутствует, Мхт —> 0; в) процесс нагрева холодного воздуха отсутствует, Л/гор—»О
На рис. 6 показаны зависимости коэффициентов термодинамической эффективности циклов АВВХМ, ТИС и СКВ в целом от давления за компрессором и атмосферной температуры. Для определения закона изменения эффективности проведен параметрический анализ. Наличие оптимума в зависимости говорит о том, что существуют наиболее рациональные режимы работы циклов СКВ.
Из анализа рис. 6(6) следует, что наличие максимума термодинамической эффективности системы обусловливается сложным взаимодействием подсистем генерации холода и тепла.
Зависимости (1) - (13) позволили провести комплексный анализ идеализированных циклов АВВХМ и ТИС, входящих в состав СКВ, а так же СКВ в целом.
Данная методика анализа сопряженных циклов СКВ показывает, что существует сложный механизм влияния исходных параметров на работу циклов. При определенных сочетаниях параметров имеются такие оптимальные режимы работы, при которых затраты на реализацию циклов минимальны.
да ИДГ1 обп ид
СКВ' £АВВХМ' 8тис
210 280 350
а) б) Г К
Рис. 6. Зависимости термодинамических эффективностей: а) СКВ от
Т0 и Рк при Р„ = 0,3x105 Па, оо = 300 м/с, ц = 0,3; б) АВВХМ, ТИС, СКВ от Г0 ; при Рк = 8х105 Па, Р0 - 0,5х105 Па, ш = 300 м/с, т] = 0,3
В третьей главе рассматриваются физическая и математическая модели нерегенеративной СКВ с двухступенчатым сжатием, рис. 7.
Предложенным методом получены аналитические зависимости для удельных работ циклов АВВХМ и ТИС, термодинамической эффективности цикла СКВ, а так же зависимость, определяющая расход воздуха, отбираемого от компрессора в систему кондиционирования воздуха. Определена система неравенств, обусловливающая область реализации циклов СКВ.
Рис. 7.Т—8 диаграммы циклов: а) АВВХМ и б) ТИС
В четвертой главе рассматриваются физическая и математическая модели регенеративной СКВ с двухступенчатым сжатием, рис. 8. В отечественной авиации СКВ такого типа практически реализована на самолетах ТУ-204, ТУ-
Рис. 8. Принципиальная схема СКВ самолета ТУ-204:1 - отбор ВВД; 2 - датчик расхода; 3 - блок управления расходом; 4 - клапан обводной линии; 5 - первичный теплообменник; 6 - обратный клапан; 7 - вентилятор ТХ; 8 - датчик температуры; 9 - блок управления температурой; 10 - заслонка линии продувочного воздуха; 11 - компрессор ТХ; 12 - основной теплообменник; 13 - заслонка линии
регулировании температуры; 14 - конденсатор; 15 - обводной канал конденсатора; 16 - влалоотделятеяь; 17 - регенератор; 18 - турбина ТХ; 19 - блок управления температурой; 20 - датчик температуры; 21 - вентилятор лилии рециркуляции; 22 - обратный клапан ГК; 23 - ГК
Представлены схемы АВВХМ и ТИС в составе СКВ, а так же Г-я и Р-г диаграммы этих циклов, рис. 9, на основе которых составлена математическая модель СКВ.
С помощью предложенного метода комплексного анализа разработана система сопряженных циклов (прямого и обратного), определяющих работу регенеративной системы кондиционирования воздуха с двухступенчатым сжатием. Получены аналитические зависимости, определяющие работу циклов, термодинамическую эффективность, расходные характеристики системы.
В пятой главе проводится сравнительный анализ циклов СКВ: нерегенеративной «Н», нерегенеративной с двухступенчатым сжатием - «НС», регенеративной с двухступенчатым сжатием - «РС». На рис. 10 наглядно показаны расчетные предельные значения скорости полета со и атмосферной температуры Т0, определенные с помощью предложенного метода термодинамического анализа.
Заштрихованная зона является областью реализации циклов СКВ. Кривые, ограничивающие область существования системы, представляют собой:
«а» - характеризует предельное использование системой удельной работы сжатия компрессора (¿к=0); «в» - предельный случай процесса охлаждения горячего воздуха, (Мхол -> 0), знаменатель коэффициента^; «с» - предельный
случай процесса нагрева холодного воздуха (Мгор ->0), числитель коэффициента
Рассмотренные механизмы работают совместно, но при определенных условиях каждый из них может иметь доминирующее значение. Так, по данным рис. 10(а) существует такое значение температуры Г™р, при котором кривые, ограничивающие область реализации цикла, определяются разными процессами. Максимальные предельные значения скорости полета соответствуют слу-чаюГ0=7Г\
Сравнительный анализ областей существования СКВ показал, что в регенеративных СКВ эти области находятся в более узком диапазоне скоростей полета ю, давления за компрессором Рк, атмосферного давления Р0, а так же атмосферной температуры Г0. Это объясняется наличием «петли», что способствует протеканию процесса смешения горячего и холодного потоков воздуха в регенеративной СКВрс в более высоком диапазоне температур, чем в нерегенеративных, а так же более низкой температурой, при которой формируются холодный и горячий потоки воздуха.
(в, м/с Т^К
Рис. 10. Область реализации циклов СКВ: а) по скорости полета от температуры атмосферы при Р0 = 0,2-105 Па, Рк = 8-105 Па, Т] = 0,5; б) по атмосферному давлению от скорости полета, при Рк = 8-105 Па, Р0 = 0^105Ш, Г] = 0,5
На рис. 11 приведены графические зависимости влияния режимных параметров - скорости полета т, давления цикла Рк, а также атмосферной температуры Т0 на термодинамическую эффективность СКВ. Из приведенных данных следует, что зависимости термодинамической эффективности СКВ от данных параметров имеют явно выраженные максимумы. Следовательно, имеются оптимальные режимы работы СКВ от параметров со, Р^ и Т0.
Из проведенного анализа следует, что регенеративная СКВ, в общем случае, характеризуется меньшей термодинамической эффективностью, чем нерегенеративные ^сквРС < <1асвн< ^сжвис ПРИ Л1°бых значениях исходных параметров <о, Рд, Г0 и Рк. Это объясняется наличием петли в цикле АВВХМ и более низкой температурой рабочего воздуха в цикле ТИС, что приводит к уменьшению тепловых потоков дх и дг в циклах подсистем.
Рис. 11. Зависимость коэффициента термодинамической эффективности СКВ при Т| =0,5: а) от скорости полета, при Рк = 10-105 Па, Р0 = 0,2-Ю5 Па, Г0= 250 К; б) от атмосферной температуры при Рк = 10-105 Па, Р0= 0,3-Ю5 Па, (й = 300 м/с;
в) от давления за компрессором при Р0 = 0,2-Ю5 Па, Г0= 250 К, <0 =350 м/с
В разделе 5.4 исследован механизм и проведен сравнительный анализ влияния исходных параметров ш, Р0, Тд и Рк на расход воздуха Л/скв, отбираемый от компрессора силовой установки в СКВ. На рис. 12 приведены гра-
фические зависимости влияния скорости полета <в и атмосферной температуры воздуха Т0 на расходные характеристики СКВ.
Численный анализ влияния параметров на Мскв показывает, что при любых значениях <а, Р0, Т0 и Рк расход воздуха Мскв в регенеративной СКВ больше, чем в нерегенеративных. Уменьшению А/скв способствует: увеличение скорости (о и температуры Т0, а так же уменьшение давления Р0. Установлено, что количество воздуха, Мскв> отбираемого в систему кондиционирования воздуха от компрессора зависит от того, на каком этапе в СКВ происходит формирование горячего и холодного потоков воздуха. Теоретически обосновано то, что деление на более раннем этапе приводит к уменьшению Мскв.
Чхв.иЛ Цю, кг/с
а) « б) Т0, К
Рис. 12. Зависимость расхода Мсхд при М^ = 300 кг/с, Т) = 0,5: а) от скорости полета при Рк= 12-105 Па, Г0= 250 К, Р0= 0,4-Ю5 Па, б) от атмосферной температуры; при со = 350 м/с,/'к= 8105 Па, /,0=0,6Ю5На
В заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе:
1. Разработана методика анализа авиационной СКВ как сложной теплоэнергетической системы, состоящей из подсистем генерации тепла (прямой цикл) и холода (обратный цикл). Условиями сопряжения этих циклов приняты введенные коэффициенты соотношения расходов горячего, холодного и рецир-
куляционного воздуха. Данная методика позволила получить новые данные по внутренним связям системы, влиянию исходных параметров и проведению комплексного термодинамического анализа циклов СКВ.
2. Разработаны термодинамические модели идеализированных циклов авиационных СКВ:
- нерегенеративной схемы с одноступенчатым сжатием, применяемой на реактивных самолетах первого поколения - ТУ-104, ТУ-134, ТУ-154, ИЛ-62, ИЛ-86;
- нерегенеративной схемы с двухступенчатым сжатием,
- регенеративной схемы с двухступенчатым сжатием, применяемой на самолете ТУ-204 и его аналогах - ТУ-214, ТУ-334, Боинг-757(767), А-300(310).
3. Развита методика численного определения области реализации идеализированных циклов СКВ на основе разработанных термодинамических моделей. Предложенная методика позволила исследовать механизмы формирования предельных условий.
4. Выполнен комплексный термодинамический анализ идеализированных циклов авиационной системы кондиционирования воздуха типовых схем (нерегенеративной одноступенчатой, нерегенеративной двухступенчатой, регенеративной двухступенчатой по схеме «петля»), определены области существования и термодинамические эффективности СКВ каждой из них. Проведена их сравнительная оценка. Теоретически установлено:
- регенерация в цикле АВВХМ и уменьшение температуры рабочего воздуха в цикле ТИС приводит к уменьшению области реализации циклов СКВ по исходным параметрам: на высоте Н = 10 км при «горячей» атмосфере наличие петли в цикле АВВХМ уменьшает предельную скорость полета до 25 %, а верхний предел атмосферной температуры до 10 %.
- применение «петли» в цикле АВВХМ и понижение температуры, при которой формируются холодный и горячий потоки, уменьшает холодильный и тепловой коэффициенты: на высоте Н = 10 км при «горячей» атмосфере уменьшение холодильного коэффициента составляет 10 %, понижение температуры
рабочего воздуха в цикле ТИС на 1 градус приводит к уменьшению теплового коэффициента на 4 %. Определено существование оптимальных условий реализации циклов АВВХМ и ТИС по удельной работе и выполнен анализ этих условий. Получены аналитические зависимости для оптимального давления цикла и оптимального давления атмосферы.
- термодинамическая эффективность регенеративной СКВ ниже, чем нерегенеративных за счет наличия «петли» в цикле АВВХМ. Определено существование рациональных условий реализации циклов СКВ с точки зрения термодинамики.
- увеличение температуры рабочего воздуха в цикле ТИС приводит к уменьшению требуемого для СКВ расхода воздуха, а наличие «петли» в цикле АВВХМ - к его увеличению.
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
1. Пащенко Н. И. Оценка термодинамической эффективности авиационной системы кондиционирования воздуха / Н. И. Пащенко, Ю. В. Дьяченко // Научный вестник НГТУ. - 2010. - №1(38). - С. 185-190.
2. Пащенко Н. И. Термодинамическая модель авиационной системы кондиционирования воздуха / Н. И. Пащенко // Труды Всероссийской научно-технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона». - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. - С. 122-125.
3. Пащенко Н. И. Моделирование авиационной системы кондиционирования воздуха регенеративного типа ступенчатого сжатия. Физическая модель / Н. И. Пащенко // Сборник научных статей НГТУ. - 2007. - № 4(50). - С. 27-32.
4. Пащенко Н. И. Моделирование авиационной системы кондиционирования воздуха регенеративного типа ступенчатого сжатия. Матемачиская модель / Н.И. Пащенко // Сборник научных статей НГТУ. - 2007. - № 4(50). - С. 33-38.
5. Пащенко Н. И. Моделирование авиационной системы кондиционирования воздуха регенеративного типа ступенчатого сжатия / Н. И. Пащенко, Ю. В. Дья-
ченко // Доклады Академии наук высшей школы России. - 2008. - № 2(11). - С.
6. Пащенко Н. И. Термодинамическая модель авиационной системы кондиционирования воздуха / Н. И. Пащенко, Ю. В. Дьяченко // Авиакосмическое приборостроение. - 2008. - № 12. - С. 31-37.
7. Пащенко Н. И. Анализ влияния исходных параметров на удельную работу прямого и обратного циклов системы кондиционирования воздуха / Н. И. Пащенко // Сборник научных трудов НГТУ. - 2009. - № 1(55). - С. 46-50.
8. Пащенко Н. И. Термодинамическая эффективность авиационной системы кондиционирования воздуха / Н. И. Пащенко // Труды Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». Часть 3. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. - С. 78-80.
9. Пащенко Н. И. Термодинамическая эффективность авиационной системы кондиционирования воздуха / Н. И. Пащенко, Ю. В. Дьяченко // Труды II Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодежь. Техника. Космос». - Санкт-Петербург: Изд-во БГДУ, 2010. - С. 64-66.
10. Пащенко Н. И. Термодинамическая эффективность авиационных систем кондиционирования воздуха / Н. И. Пащенко, Ю. В. Дьяченко П Труды XI Всероссийской научно-технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона». - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - С. 479-483.
98-108.
Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, тел./факс (383) 346-08-57 формат 60 X 84/16 объем 1.5 п.л., тираж 100 экз.. заказ № 251 подписано в печать 13.05.2010 г
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. Обзор современного состояния и анализ перспектив развития авиационных систем кондиционирования воздуха.
1.1. Назначение авиационных систем кондиционирования воздуха и требования, предъявляемые к ним.
1.2. Источники холодоснабжения авиационных систем кондиционирования воздуха.
1.2.1. Обратимые циклы воздушно-холодильных машин.
1.2.2. Обратимые циклы регенеративных воздушно-холодильных машин.
1.2.3. Обратимые циклы воздушно-холодильных машин со ступенчатым сжатием.
1.3. Обзор схем систем кондиционирования воздуха.
Выводы по главе 1.
ГЛАВА II. Разработка и исследование термодинамической модели идеализированных циклов нерегенеротивной авиационной системы кондиционирования воздуха.
2.1. Термодинамическая модель обратимого цикла воздушно-холодильной машины в составе нерегенеротивной авиационной системы кондиционирования воздуха
2.2. Термодинамическая модель идеализированного цикла тепло-использующей системы в составе нерегенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха.
2.3. Совместные процессы обратного и прямого циклов нерегенеративной системы кондиционирования воздуха.
2.4. Анализ влияния исходных параметров на удельную работу прямого и обратного циклов нерегенеративной системы кондиционирования воздуха.
2.5. Анализ оптимальных условий реализации термодинамического цикла нерегенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха.
2.6. Анализ области существования и предельных условий нерегенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха.
2.7. Термодинамическая эффективность нерегенератвной авиационной системы кондиционирования воздуха.
2.8. Анализ влияния параметров на расход воздуха, отбираемого нерегенеративной системой кондиционирования воздуха от компрессора.
Выводы по главе II.
ГЛАВА III. Разработка термодинамической модели идеализированных циклов нерегенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха ступенчатого сжатия.
Выводы по главе III.
ГЛАВА IV. Разработка термодинамической модели идеализированных циклов регенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха ступенчатого сжатия.
4.1. Регенеративная система кондиционирования воздуха с двухступенчатым сжатием по схеме (ТР+ТК+ГК).
4.2. Термодинамическая модель обратимого цикла воздушно-холодильной машины в составе регенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха с двухступенчатым сжатием.
4.3. Термодинамическая модель идеализированного цикла тепло-использующей системы в составе авиационной системы кондиционирования воздуха с двухступенчатым сжатием.
4.4. Совместные процессы обратного и прямого циклов регенеративной системы кондиционирования воздуха с двухступенчатым сжатием.
Выводы по главе IV.
ГЛАВА V. Сравнительный анализ идеализированных термодинамических циклов авиационных систем кондиционирования воздуха.
5.1. Сравнительный анализ области существования авиационных систем кондиционирования воздуха.
5.2. Влияние исходных параметров на термодинамическую эффективность прямого и обратного циклов авиационных систем кондиционирования воздуха.
5.3. Сравнительный анализ термодинамической эффективности авиационных систем кондиционирования воздуха.
5.4. Сравнительный анализ влияния параметров на расходные характеристики авиационных систем кондиционирования.
Выводы по главе V.
Авиационные системы кондиционирования воздуха (СКВ) предназначены для создания в объеме гермокабины нормируемых параметров воздуха f давления, температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) на определенном уровне с целью создания комфортных условий для экипажа и пассажиров в полете и на земле, а так же обеспечения необходимых режимов работы охлаждаемого бортового радиоэлектронного оборудования. Работа такой системы требует отбора воздуха от компрессора силовой установки, затраты механической энергии на сжатие воздуха, что приводит к увеличению приведенной взлетной массы летательного аппарата JIA. Для уменьшения приведенной взлетной массы JIA необходимо разработка оптимальных режимов работы системы.
Для обеспечения требуемого температурного режима в СКВ формируются горячий и холодный потоки воздуха. Смешение этих потоков позволяет поддерживать требуемый уровень температуры в ГК на всех режимах полета. Таким образом, функционально в авиационной СКВ можно выделить две основные теплоэнергетические системы: систему генерации холода и систему генерации тепла. В основе работы этих систем лежат термодинамические циклы. Работа первой системы основана на обратном термодинамическом цикле - цикле воздушно-холодильной машины (АВВХМ). Работа второй системы - на прямом термодинамическом цикле - цикле теплоиспользующей системы (ТИС). Работу СКВ можно рассматривать как результат совместной работы этих циклов.
Следует отметить, что в термодинамическом анализе циклов важное значение имеет представление обратимого, т.е. идеального для данных условий цикла. Представление идеального цикла позволяет создать наиболее простую физическую и математическую модели цикла, строить на их основе реальный цикл и анализировать его, анализировать основные закономерности цикла и получать аналитические расчетные зависимости, определять оптимальные условия реализации цикла, оценивать влияние исходных параметров на термодинамическую эффективность и определять область существования цикла. Таким образом, полный термодинамический анализ циклов представляет собой комплекс частных задач. В настоящее время такой комплексный подход к анализу циклов СКВ отсутствует.
Представив циклы идеальными, термодинамическую модель СКВ можно рассматривать как идеализированную. Идеализированная модель СКВ является предельным случаем реальной СКВ. Поэтому на основании идеализированной модели можно разработать модель реальной системы, которая включает в себя систему уравнений, описывающих процессы в моделируемом объекте. Сравнивая эффективность реальной СКВ с идеализированной, можно определить степень совершенства первой.
Актуальность работы.
Одной из проблем современной авиационной техники является разработка систем кондиционирования воздуха, имеющих максимальную эффективность и экономичность. Для решения этой проблемы все более широкое применение находит новое поколение СКВ, характерной особенностью которых является применение ступенчатого сжатия и регенеративная осушка влажного воздуха. При практической реализации этих систем, для получения максимальной эффективности необходимы научно обоснованные методики расчета, проектирования и оптимизации. Решение оптимизационных задач требует теоретического обоснования и модельных представлений о системе кондиционирования в целом и ее структурных элементов.
При разработке СКВ используются в основном инженерные методики расчета и проектирования и в них не выделен расчет и анализ циклов воздушно-холодильной машины и теплоиспользующей системы в составе СКВ. В инженерной методике расчета целый ряд исходных параметров цикла задается на основе ранее разработанных аналогов или опыта и интуиции проектировщика. Кроме того, такая методика не опирается на физическую и математическую модели всей системы, поэтому не может определить оптимальные условия реализации. В настоящее время сложилась парадоксальная ситуация — высокий технический уровень агрегатного состава сочетается с отсутствием теоретического представления и комплексного анализа СКВ.
Из вышесказанного следует актуальность темы диссертации, посвященной разработке методики комплексного анализа идеализированных циклов СКВ.
В данной работе сделана попытка разработки идеализированной термодинамической модели СКВ и предложен метод комплексного термодинамического анализа системы. Авиационная СКВ рассматривается как сложная теплоэнергетическая система, состоящая из двух сопряженных подсистем -генерации тепла (прямой цикл) и холода (обратный цикл).
Цели и задачи исследования. Проведение комплексного термодинамического анализа идеализированных циклов авиационной СКВ. Для этого решаются следующие задачи:
1) разработка методики термодинамического анализа циклов СКВ;
2) разработка термодинамических моделей сопряженных циклов воздушно-холодильной машины (АВВХМ) и теплоиспользующей системы (ТИС) в составе СКВ;
3) разработка методики определения области существования циклов СКВ;
4) разработка методики оценки термодинамической эффективности циклов СКВ;
5) разработка методики оценки расхода рабочего воздуха в СКВ;
Научная значимость и новизна работы состоит в следующем:
1) предложена методика анализа СКВ как результат совместной работы идеализированных термодинамических циклов АВВХМ и ТИС с учетом их взаимосвязи, что позволяет более полно оценить термодинамическую эффективность СКВ в целом; о
2) развита методика определения области существования циклов СКВ, дополнительно учитывающая влияние исходных параметров (атмосферных давления и температуры, скорости полета, давления за компрессором), а так же схемных решений циклов АВВХМ и ТИС;
3) предложена методика оценки термодинамической эффективности СКВ в целом, учитывающая совместную работу холодильного и теплового циклов;
4) выполнен комплексный термодинамический сравнительный анализ идеализированных циклов СКВ различных схем (нерегенеративной одноступенчатой, нерегенеративной двухступенчатой, регенеративной двухступенчатой по схеме «петля»), установлены области существования и термодинамические эффективности каждой из них.
Положения, выносимые на защиту:
1) термодинамические модели идеализированных циклов основных схем СКВ как сочетание прямого и обратного циклов;
2) метод комплексного термодинамического анализа идеализированной СКВ;
3) результаты комплексного термодинамического анализа идеализированной СКВ.
Практическая ценность работы:
1) разработанные термодинамические модели идеализированных циклов СКВ позволяют сделать термодинамическую оценку степени совершенства реальных циклов СКВ;
2) установлено существование наиболее рациональных условий реализации циклов СКВ с точки зрения термодинамической эффективности;
3) разработана методика определения области существования циклов СКВ;
4) выполнен термодинамический анализ циклов СКВ используемых на современных самолетах, таких как Боинг-757(767), А-ЗОО(ЗЮ), ТУ-204(224,334), и ИЛ-96-300;
5) полученные результаты могут быть использованы при разработке СКВ нового поколения.
Достоверность полученных результатов. В основе работы лежат известные законы и апробированные методы термодинамического анализа. Сформулированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы численными данными и решениями, полученными в работе, и не противоречат известным положениям наук — термодинамики, механики жидкости и газа, математики; базируются на строго доказанных выводах о закономерностях процессов тепломассообмена, согласуются с имеющимися теоретическими работами в области термодинамики и теплопередачи.
В первой главе выполнен анализ современного состояния авиационных систем кондиционирования воздуха и перспектив их развития. Рассмотрены теоретические циклы воздушно-холодильных машин, в составе авиационных систем кондиционирования воздуха. Представлены некоторые схемы современных авиационных СКВ.
Во второй главе разработаны идеализированные физическая и математическая модели прямого (ТИС) и обратного (АВВХМ) циклов в составе нерегенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха. Получены зависимости термодинамической эффективности этих циклов. Выполнен анализ области существования СКВ в зависимости от исходных параметров, а так же выполнен анализ влияния параметров на термодинамическую эффективность СКВ.
В третьей главе разработаны физическая и математическая модели прямого (ТИС) и обратного (АВВХМ) циклов в составе нерегенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха с двухступенчатым сжатием.
Получены зависимости термодинамической эффективности циклов ТИС, АВВХМ и СКВ в целом. Получена система неравенств, определяющая область реализации СКВ данной схемы. Установлена зависимость влияния исходных параметров на количество воздуха, отбираемого СКВ от компрессора силовой установки.
В четвертой главе разработаны физическая и математическая модели прямого (ТИС) и обратного (АВВХМ) циклов в составе регенеративной авиационной системы кондиционирования воздуха с двухступенчатым сжатием. Получены критерии оценки термодинамической эффективности циклов ТИС, АВВХМ и СКВ в целом.
В пятой главе проведен сравнительный анализ циклов СКВ различных схем по области их реализации, термодинамической эффективности, количества воздуха, отбираемого СКВ от компрессора силовой установки. Установлено, что область существования «петлевой» схемы меньше, чем у циклов нерегенеративного типа, а так же определено, что количество воздуха отбираемого в систему кондиционирования воздуха от компрессора зависит от того, на каком этапе в СКВ производится деление воздуха на горячий и холодный потоки.
Личный вклад. Автору принадлежит разработка методики термодинамического анализа систем кондиционирования, результаты и выводы. Им выполнены представление и анализ идеализированных циклов СКВ, проведение исследований и обработка данных численного моделирования, подготовка докладов и публикаций, выводы и заключения по работе, постановка задачи принадлежит Ю.В. Дьяченко, который является научным руководителем автора работы.
Апробация работы. Содержание и основные результаты исследований диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона», НГТУ, Новосибирск, 2005, 2010; Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», Новосибирск, НГТУ, 2009; на II Общероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодежь, Техника, Космос», БГДУ, Санкт-Петербург, 2010.
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 10 работ. Из них 1 научная статья в рецензируемом журнале, входящем в перечень, рекомендованный ВАК; 2 научные статьи в рецензируемых журналах; 3 статьи в сборниках научных трудов; 4 публикации в материалах научных Всероссийских конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и Приложения. Общий объем диссертации составляет 155 страниц, включая 72 рисунка и 1 таблицу. Список используемых источников содержит 88 наименований.
Выводы по главе 5.
1. С помощью предложенного метода комплексного анализа выполнен сравнительный анализ области реализации нерегенеративных схем СКВ с одной и двумя ступенями сжатия. Теоретически обоснованно: регенерация в цикле АВВХМ и уменьшение температуры рабочего воздуха в цикле ТИС приводит к уменьшению области реализации циклов СКВ по исходным параметрам. Численный анализ показал, что на высоте Н - 10 км при «горячей» атмосфере применение петли в цикле АВВХМ уменьшает предельную скорость полета до 25 %, а верхний предел атмосферной температуры до 10 %.
2. Проведен сравнительный анализ влияния исходных параметров на термодинамическую эффективность циклов АВВХМ и ТИС в составе СКВ различных схем. Установлено, на высоте Н = 10 км при «горячей» атмосфере для применение «петли» в цикле АВВХМ уменьшает холодильный коэффициент на 10 %, а понижение температуры, при которой формируются холодный и горячий потоки, на 1 град, уменьшает тепловой коэффициент цикла ТИС на 4 %. Данные факторы отрицательно влияют на термодинамическую эффективность СКВ в целом. Установлено существования оптимальных режимов работы СКВ с точки зрения термодинамической эффективности.
3. Проведен сравнительный анализ влияния исходных параметров на расходные характеристики СКВ. Установлено, что количество воздуха, Мскв, отбираемого систему кондиционирования воздуха от компрессора зависит от того, на каком этапе в СКВ производится деление воздуха на горячий и холодный потоки. Теоретически обосновано то, что деление на более раннем этапе приводит к уменьшению Мскв.
134
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящей работе разработан метод комплексного термодинамического анализа авиационных систем кондиционирования воздуха различных схем.
На основании выполненных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Разработана методика анализа авиационной СКВ как сложной теплоэнергетической системы, состоящей из подсистем генерации тепла (прямой цикл) и холода (обратный цикл). Условиями сопряжения этих циклов приняты введенные коэффициенты соотношения расходов горячего, холодного и рециркуляционного воздуха. Данная методика позволила получить новые данные по внутренним связям системы, влиянию исходных параметров и проведению комплексного термодинамического анализа циклов СКВ.
2. Разработаны термодинамические модели идеализированных циклов авиационных СКВ:
- нерегенеративной схемы с одноступенчатым сжатием, применяемой на реактивных самолетах первого поколения - ТУ-104, ТУ-134, ТУ-154, ИЛ-62, ИЛ-86;
- нерегенеративной схемы с двухступенчатым сжатием,
- регенеративной схемы с двухступенчатым сжатием, применяемой на самолете ТУ-204 и его аналогах - ТУ-214, ТУ-334, Боинг-757(767), А-300(310).
3. Развита методика численного определения области реализации идеализированных циклов СКВ на основе разработанных термодинамических моделей. Предложенная методика позволила исследовать механизмы формирования предельных условий.
4. Выполнен комплексный термодинамический анализ идеализированных циклов авиационной системы кондиционирования воздуха типовых схем нерегенеративной одноступенчатой, нерегенеративной двухступенчатой, регенеративной двухступенчатой по схеме «петля»), определены области существования и термодинамические эффективности СКВ каждой из них. Проведена их сравнительная оценка. Теоретически установлено: регенерация в цикле АВВХМ и уменьшение температуры рабочего воздуха в цикле ТИС приводит к уменьшению области реализации циклов СКВ по исходным параметрам: на высоте Н = 10 км при «горячей» атмосфере наличие петли в цикле АВВХМ уменьшает предельную скорость полета до 25 %, а верхний предел атмосферной температуры до 10 %. применение «петли» в цикле АВВХМ и понижение температуры, при которой формируются холодный и горячий потоки, уменьшает холодильный и тепловой коэффициенты: на высоте Н = 10 км при «горячей» атмосфере уменьшение холодильного коэффициента составляет 10 %, понижение температуры рабочего воздуха в цикле ТИС на 1 градус приводит к уменьшению теплового коэффициента на 4 %. Определено существование оптимальных условий реализации циклов АВВХМ и ТИС по удельной работе и выполнен анализ этих условий. Получены аналитические зависимости для оптимального давления цикла и оптимального давления атмосферы.
- термодинамическая эффективность регенеративной СКВ ниже, чем нерегенеративных за счет наличия «петли» в цикле АВВХМ. Определено существование рациональных условий реализации циклов СКВ с точки зрения термодинамики.
- увеличение температуры рабочего воздуха в цикле ТИС приводит к уменьшению требуемого для СКВ расхода воздуха, а наличие «петли» в цикле АВВХМ - к его увеличению.
1. Авиационные Правила. Ч. 25. "Нормы летной годности самолетов транспортной авиации". — М.: Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова, 1994.-45 с.
2. Алексеев Г.Н. Общая теплотехника: Учеб. Пособие. М.: Высш. школа, 1980.-522 с.
3. Андрющенко А.И. Основы технической термодинамики реальных процессов. — М.: Высшая школа, 1975. — 264 с.
4. Антипенко И.Н., Данилов Н.В., Кузнецов В.И. Эксплуатация систем кондиционирования воздуха пассажирских самолетов. М.: Транспорт, 1974.- 137 с.
5. Бажан П.И. и др. Справочник по теплообменным аппаратам / П.И. Бажан, Г.Е. Каневец, В.М.Селиверстов. М.: Машиностроение, 1989.-200 с.
6. Бамбушек Е.М., Бухарин Н.Н., Герасимов Н.А. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин / Е.М. Бамбушек, Н.Н. Бухарин, Н.А. Герасимов. Л.: Машиностроение, 1987. - 423 с.
7. Болгарский А.В. Влажный газ. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1951. 155 с.
8. Болгарский А.В., Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. Изд. 2-е. М.: Высшая школа, 1975. — 495 с.
9. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. М.: Энергия, 1973. - 296 с.
10. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. Влажный воздух. Состав и свойства: Учеб. посоюие. — СПбГАХПТ, 1998. 146 с.
11. БыковЛ.Т., Ивлентиев B.C., Кузнецов В.И. Высотное оборудование пассажирских самолетов. М.: Машиностроение, 1972. — 332 с.
12. Бэр. Г.Д. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1977. - 275 с.
13. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Изд. 2.-М.: Наука, 1972. 720 с.
14. Воронин Г.И. Конструирование машин и агрегатов систем кондиционирования. М.: Машиностроение, 1973. - 544 с.
15. Воронин Г.И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. — М.: Машиностроение, 1973. 444 с.
16. Вукалович М.П., Новиков И.И. Термодинамика. М.: Машиностроение, 1972.-670 с.
17. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1968.-472 с.
18. Горбачев М.В. , Ю.В. Дьяченко. Разработка программы моделирования авиационной системы кондиционирования воздуха с двукратной регенерацией. Авиакосмическое приборостроение. — 2008. — №4. — с. 41-51.
19. Горбачев М.В. , Ю.В. Дьяченко. Термодинамический анализ реальных циклов системы кондиционирования воздуха с двукратной регенерацией. Авиакосмическое приборостроение. 2008. - №1. - с. 41-50.
20. Горбачев М.В., Ю.В. Дьяченко Термодинамический анализ реальных циклов систем кондиционирования воздуха. Энергетика и теплотехника: сб. научн. трудов / под ред. акад. РАН В.Е. Накорякова. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. Вып. 11.-е. 261-272.
21. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры (Соответствует международному стандарту ISO 2532).
22. Дьяченко Ю.В. Исследование термодинамических циклов воздушно-холодильных машин: Автореф. дис. докт. техн. наук. — Новосибирск, 2004. 429 с.
23. Дьяченко Ю.В. Исследование термодинамических циклов воздушно-холодильных машин: монография / Ю.В. Дьяченко. Новосибирск: Изд-во НГТУ. - 404 с.
24. Дьяченко Ю.В. Обратимый цикл воздушно-холодильной машины в составе авиационной системы кондиционирования воздуха. Авиакосмическое приборостроение. — 2003. — №3. с. 31-35.
25. Дьяченко Ю.В. Регенеративные циклы воздушно-холодильных машин в составе авиационных систем кондиционирования воздуха машин. Научный вестник НГТУ. 2004. -№2(16). с. 61-74.
26. Дьяченко Ю.В. Термодинамический анализ обратимого цикла воздушно-холодильной машины в составе авиационной системы кондиционирования воздуха. Авиакосмическое приборостроение. — 2003. — №3. с. 35-41.
27. Дьяченко Ю.В., Левин В.Е. Термодинамический анализ обратимого цикла воздушно-холодильной машины с разделением работы. Научный вестник НГТУ.-2003.-№1(14). с. 51-59.
28. Дьяченко Ю.В., Опарин В.А., Чичиндаев А.В. Системы жизнеобеспечения летательных аппаратов. Новосибирск: Изд-во НГТУ, (серия «Учебник НГТУ»), 2003. 512с.
29. Дьяченко Ю.В., Чичиндаев А.В. Особенности работы авиационных систем кондиционирования на влажном воздухе: Учеб. пособие. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. 83 с.
30. Исаченко В.П. и др. Теплопередача: Учебник для вузов / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиз-дат, 1981-416 с.
31. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика: учебник для вузов. 4-е изд., перераб. - М.: Энергоиздат, 1983. - 416 с.
32. Кокорин О.Я. Установки кондиционирования воздуха. Основы расчета и проектирования. Изд. 2-е, перераб. И доп. — М.: Машиностроение, 1978. 264 с.
33. Кошкин Н.Н., Сакун И.А., Бамбушек Е.М. и др. Холодильные машины / Н.Н. Кошкин, Л.: Машиностроение, 1985. - 510 с.
34. Кошкин Н.Н. Холодильные машины. — М.: Пищевая промышленность, 1973.-512 с.
35. Кошкин Н.Н., Стукаленко А.К., Бухарин Н.Н. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин. — JL: Машиностроение, 1976. — 464 с.
36. Кремнев О.А., Сатановский A.JI. Воздушно-испарительное охлаждение оборудования. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1967. — 237 с.
37. Курылев Е.С., Герасимов Н.А. Холодильные установки. — JL: Машиностроение, 1980. — 622 с.
38. Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М. и др. Теплотехника. — М.: Высш. шк, 1999.-671 с.
39. Мартыновский B.C. Анализ действительных термодинамических циклов.- М.: Энергия, 1972. 216 с.
40. Мартыновский B.C. Термодинамические характеристики циклов тепловых и холодильных машин. М.-Л.:Госэнергоиздат, 1952. - 116 с.
41. Мартыновский B.C. Термодинамический анализ холодильных циклов. Автореф. дис. докт. техн. наук. Одесский технол. инст. пищ. и холод, пром-ти, 1950. - 16 с.
42. Мартыновский B.C. Холодильные машины. — М.:Пищепромиздат, 1955.- 274 с.
43. Мартыновский B.C., Дубинский М.Г. Воздушные турбохолодильные машины с дополнительным охлаждением в регенераторе // Холодильная техника. 1964. - №6. с. 16-17.
44. Мартыновский B.C., Мельцер Л.З. Термодинамический анализ обратных циклов. Исследование по термодинамике. — М.:Наука, 1973. 134 с.
45. Мартыновский B.C., Шнайд И.М., Митиль А.К. Оптимизация циклов воздушной холодильной машины. Изв. вузов. Энергетика. — 1969. -№7. с. 52-57.
46. Мельцер JI.3. Методы термодинамической оценки теоретических и действительных циклов холодильных машин. — Холодильная техника и технология. Киев. Техника. 1968. -№6. с. 27-32.
47. Никифоров Т.Н., Котылев Г.В. Конструкция самолетных агрегатов: Учебник для авиационных техникумов — М.: Машиностроение, 1989. — 248 с.
48. Отчет по НИР/НЭТИ. Анализ стендовых испытаний установки охлаждения изд."204" для внесения уточнений в расчетные модели конденсатора и СКВ. Руководитель А.Н.Хозе. — № гос. рег.У39492. Новосибирск. 1987. -30 с.
49. Отчет по НИР/НЭТИ. Обзор основных тепловых схем подсистем кондиционирования типа "Петля": Руководитель А.Н.Хозе. — № гос. per. У19763. -Новосибирск. 1985.- 195 с.
50. Пащенко Н.И. Термодинамическая модель авиационной системы кондиционирования воздуха. Труды Всероссийской научно-технической конференции "Наука. Промышленность. Оборона". Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005.-с. 122-125.
51. Пащенко Н.И. Моделирование авиационной системы кондиционирования воздуха. Физическая модель. Сборник научных статей НГТУ. — 2007. -№2(11). -с. 27-32.
52. Пащенко Н.И. Моделирование авиационной системы кондиционирования воздуха. Матемачиская модель. Сборник научных статей НГТУ. — 2007.-№2(11).-с. 33-38.
53. Пащенко Н.И., Ю.В. Дьяченко. Термодинамическая модель авиационной системы кондиционирования воздуха. — Авиакосмическое приборостроение. 2008. - № 12.-с. 31-37.
54. Пащенко Н.И., Ю.В. Дьяченко. Моделирование авиационной системы кондиционирования воздуха регенеративного типа ступенчатого сжатия. Доклады Академии наук высшей школы России. 2008. - № 2(11). — с. 98-108.
55. Пащенко Н.И. Анализ влияния исходных параметров на удельную работу прямого и обратного циклов системы кондиционирования воздуха. Сборник научных трудов НГТУ. 2009. - № 1(55). - с. 46-50.
56. Пащенко Н.И. Термодинамическая эффективность авиационной системы кондиционирования воздуха. Труды Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». Часть 3. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. с. 78-80.
57. Пащенко Н.И., Ю.В. Дьяченко. Оценка термодинамической эффективности авиационной системы кондиционирования воздуха. Научный вестник НГТУ. 2010. - № 1(38).-с. 185-190.
58. Пащенко Н.И., Ю.В. Дьяченко. Термодинамическая эффективность авиационной системы кондиционирования воздуха. Труды II Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодежь. Техника. Космос». Санкт-Петербург: Изд-во БГДУ, 2010. - с. 64-66.
59. Пащенко Н.И., Ю.В. Дьяченко. Термодинамическая эффективность авиационных систем кондиционирования воздуха. Труды XI Всероссийской научно-технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона». Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - с. 479-483.
60. Прохоров В.И. Системы кондиционирования воздуха с воздушными холодильными машинами. -М.: Стройиздат, 1980. — 160 с.
61. Системы оборудования летательных аппаратов / Под ред. A.M. Матвеен-ко и В.И. Бекасова. М.: Машиностроение, 1995. - 496 с.
62. Старостин К.И. Математическое моделирование авиационных систем кондиционирование воздуха с учетом влажности / К.И. Старостин // Вестник МАИ. 2009. - №2. - с. 141-145.
63. Теплотехника: Учеб. для вузов / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, O.K. Витт и др.; Под ред. А.П.Баскакова. 2-е изд., перераб. — М.: Энергоиздат, 1991.-224 с.
64. Термодинамические свойства воздуха. / Сычев В.В., Вассерман А.А., Козлов А.Д., Спиридонов Г.А., Цымарный В.А. ГСССД. Серия монографии. М.: Издательство стандартов, 1978. — 276 с.
65. Хейвуд Р.В. Анализ циклов в технической термодинамике. М.: Энергия, 1979.-280 с.
66. Холодильные машины. /Под ред. А.В. Быкова. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 224 с.
67. Чичиндаев А.В. Оптимизация конструкции первичного теплообменника: Метод, указ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - 54 с.
68. Чичиндаев А.В. Оптимизация конструкций теплообменников: Метод, указ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996. - 38 с.
69. Чичиндаев А.В. Расчет агрегатов СКВ на влажном воздухе: Метод, указания / Новосиб. электротехн. ин-т. — Новосибирск, 1994. — 39 с.
70. Чичиндаев А.В. СКВ с отделением влаги на высоком давлении: Метод, указания / Новосиб. электротехн. ин-т. Новосибирск, 1990. - 30 с.
71. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. М.: Энергия, 1968. - 248с.
72. Шустров Ю.М. Особенности авиационных систем кондиционирования воздуха с петлевой схемой влагоотделения // Авиационная промышленность. 1995. - № 6. с. 37-43.
73. Шустров Ю.М. Оценка совершенства систем оборудования летательных аппаратов по критериям стартовой массы // Вестник Московского авиационного института, т.2 — 1995. — № I.e. 3-9.
74. Шустров Ю.М. Проектирование авиационных систем кондиционирования воздуха: Учеб. пособие для студентов высших технических заведений / Н.В. Антонова, Л.Д. Дубровин, Е.Е. Егоров и др.; под ред. Ю.М. Шустрова. — М.: Машиностроение, 2006. 384 с.
75. Шустров Ю.М., Булаевский М.И. Авиационные системы кондиционирования воздуха. — М.: Машиностроение, 1978. — 160 с.
76. Alebrahim, A., Bejan, A.: Thermodynamic optimization of heat-transfer equipmentconfiguration in an environmental control system, Int. J. Energy Res, 25 (2001)-p. 1127-1150.
77. Dechow, M., Nurcombe, C.A.H., Aircraft Environmental Control Systems, Hdb Env Chem Vol. 4, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, (2005) 24 p.
78. Elmegaard В., Henriksen U., Qvale В., Thermodynamic Analysis of Supplementary-Fired Gas Turbine Cycles, Int.J. Thermodynamics, 6 (2), (2003), pp. 85-92.
79. Eichler J., Simulation study of an aircraft's environmental control system dynamic response, Journal of Aircraft 12 (10) (1975) pp. 757-778.
80. Hou Y., Zhao H.L., Chen C.Z., Developments in reverse Brayton cycle cryo-cooler in China, Cryogenics 46 (5) (2006) pp. 403-407.
81. Ordonez J.C., Bejan A., Minimum power requirement for environmental control of aircraft, Energy 28 (12) (2003) p. 1202.
82. Perez-Grande I., Leo T.J., Optimization of a commercial aircraft environmental control system, Applied Thermal Engineering 22 (17) (2002) — pp. 1885-1904.
83. Shustrov, Yury M.: "Starting mass" a Complex Criterion of Quality for Aircraft On-board Systems. In: Aircraft Design, 1 (1998), p. 193-203.
84. Vargas Jose V.C., Bejan A., Integrative thermodynamic optimization of the environmental control system of an aircraft, International Journal of Heat and Mass Transfer 44 (20) (2001) pp. 3907-3917.
85. Zhao H., Hou Y., Zhu Y., Chen L., Chen S., Experimental study on the performance of an aircraft environmental control system, Applied Thermal Engineering 29 (2009) pp. 3284-3288.
