座舱内呼吸射流的流动特性及其对污染物传播的影响

摘要

近些年来，随着民航事业的发展及人们生活水平的提高，越来越多的人选择客机作为交通工具。但是，客座机舱是封闭的、高人员密度和高热源的复杂空间。机舱内的乘客既是污染物的源，又是污染物的汇。乘客的呼吸作用会影响机舱内部环境。所以，研究机舱内人体呼吸的规律是非常有必要的。
　　本论文中使用自主开发的人体呼吸模拟机，将呼吸模拟机配合污染物安装在暖体假人上，代替真人呼吸。实验设置在一个七排舱的实验平台中。实验中使用PIV和INNOVA1412分别测量了不同工况下呼吸流动特性以及呼吸污染物分布。本研究旨在分析假人呼吸区的流动特点，评价呼吸动量对于呼吸区流动特性的影响，以及其受送风及热羽流等的影响。实验结果可以用于指导理论分析和CFD模拟，进而预测气态污染物的传播规律。最后通过示踪气体实验，验证PIV发现的规律，得出呼吸动量对于污染物传播的影响评价。
　　研究结果显示，呼吸射流受舱内各种因素影响，射流距离大为缩短，仅能传播17.6cm，这在一定程度上限制了污染物向前传播的能力。研究发现真实工况下呼吸区存在着逆时针旋转的涡，涡量达1.5~2s-1，这种涡对污染物有锁定作用，对呼吸射流有促使其向下弯曲的作用。
　　通过测量分析机舱内人体呼吸区的流动特性及污染物传播规律，一方面能够有效预测呼吸污染物在散发源的传播特性，另一方面能够分析呼吸对于污染物传播的影响，为进一步实验研究机舱污染物的传播规律和数值模拟提供依据。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.3课题研究内容及意义

第2章 实验设备、平台及原理

2.1污染物散发及测量装置

2.2七排模拟舱实验平台

2.3大功率PIV系统

2.4暖体假人

第3章 实验测量、数据处理和误差分析

3.1实验测量过程

3.2污染物的测量及误差分析

3.3相位平均法

3.4本章小结

第4章 结果分析

4.1垂直面PIV实验结果及数据分析

4.2头部横截面PIV实验结果分析

4.3污染物实验结果及分析

4.4本章小结

第5章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢