空调制冷组件原理及组件出口温度

favorright · 发表于 2015-6-6 16:27:33

我们来看看空调制冷组件的制冷原理以及制冷组件出口温度受什么影响，它能把发动机引气温度降低到多少度。我们首先来看看空气循环制冷系统的演变
飞机上使用的空气循环制冷系统的发展过程如下：
简单式循环系统
升压式循环系统
高压除水系统与四轮冷凝式循环系统

制冷组件当中的ACM也就是空气循环机的原理就是逆布雷顿循环，工作过程也是包括等熵压缩，等压冷却，等熵膨胀及等压吸热四个过程。
涡轮膨胀的过程就是一个等熵膨胀的过程，其出口温度可以到零下一百多度。
涡轮冷却器原理：

气流经过与机壳固定在一起的喷嘴环后，一部分压力能转换为气体的动能，即环内的气体压力降低，速度增加，自喷嘴环流出的气体冲击涡轮叶片使其高速旋转，将气体压力能转换为机械能，同时气体拒绝膨胀，温度下降，同时这些机械能可以驱动同轴的压气机和风扇
下面我们来看看涡轮是怎么把引气温度降低的，并且能降到多少

我们假设涡轮入口温度为150度，涡轮压比pr=2.5，涡轮效率为E=0.85,（2.5^0.286-1)=0.299

Texit=150-609*(0.299/(0.299+1))*0.85=30F(这个温度是dry air rated的温度，实际的干球温度还要看水含量）

609就是把150的温标从F转成R。

假如入口温度变为200呢：

Texit=200-659*(0.299/(0.299+1))*0.85=71F
把涡轮压比从2.5变为3.5呢？

(3.5^0.286-1)=0.43
Texit=150-609*(0.43/(0.43+1))*0.85=-5F
所以涡轮进口温度升高，涡轮出口温度也就升高，涡轮压比增加则涡轮出口温度下降。

但涡轮出口温度还不一定是制冷组件出口温度，下面看看什么因素对于制冷组件出口温度有影响，首先就是水分离器。
为了不让低压水分离器结冰，虽然涡轮出口温度可以低于零度，可是要在涡轮出口和热空气混合到2度以上，防止水分离器结冰，制冷量就这么被浪费掉了

低压除水时，制冷组件出口温度始终大于零度

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