Wie hält Zapfluft nach dem Abkühlen den Druck für die Druckbeaufschlagung aufrecht?

Ich habe auf aerosavvy.com/aircraft-pressurization den folgenden Absatz gefunden, in dem es um Zapfluft bei Verkehrsflugzeugen geht:

Die meisten modernen Verkehrsflugzeuge verwenden Zapfluft aus dem Kompressorabschnitt der Triebwerke, um die Kabine unter Druck zu setzen. Diese sehr heiße Luft muss auf eine angenehme Temperatur gekühlt werden, bevor sie in die Kabine geleitet wird.

Wenn es zu stark gekühlt wird, steht es nicht unter hohem Druck, oder?

Die Kabine benötigt Hochdruckluft, weil die Luft in 30.000 Fuß einen zu niedrigen Druck hat, also müssen sie einen Druck von 6000-8000 Fuß simulieren. Diese Zapfluft ist sehr heiße Hochdruckluft, ich verstehe, dass Sie sie kühlen müssen, weil sie viel zu heiß ist, als dass irgendetwas damit arbeiten könnte.

Aber wenn Sie es kühlen, verliert es nicht an Druck, also wäre es Luft mit niedrigem Druck, was nicht das ist, was wir wollen? Ich weiß nicht, wo ich verwirrt bin.

Der Druckunterschied zwischen Meereshöhe und 8000 Fuß beträgt ganze 7,7" Hg. Bei 40.000 Fuß fällt der Außenluftdruck auf 5,5" Hg (auf Meereshöhe sind es 29,9" Hg). 1" Hg == 0,49 psi. Der Punkt ist, dass der Druck, über den wir hier sprechen, sehr gering ist.
Durch das Kühlen eines Volumens heißer Zapfluft wird deren Druck verringert, aber die resultierende kühle Luft wird immer noch einen viel höheren Druck aufweisen, als für die Kabine erforderlich ist.
@Mother Grinning Bird - Ihr Kommentar könnte eine gute Antwort geben.
Früher, als das Rauchen in Kabinen erlaubt war, wurden die Überdruckventile, die sich normalerweise in der Nähe der Rückseite des Rumpfes befanden, durch den Tabakrauch aus dem Flugzeug verschmutzt, und die Farbe wurde verschmutzt. Außerdem gibt es einige Flugzeuge, die ohne den Vorteil einer Luftkreislaufmaschine mit Luft unter Druck gesetzt werden, es gibt jedoch immer noch eine thermische Mischung, und Stauluft wird immer noch mit einem Ladeluftkühler verwendet.

Antworten (2)

Das ist einer der Gründe, warum Zapfluft vor dem Abkühlen wieder komprimiert wird.

In Air Cycle Machines wird Hochdruckzapfluft aus den Triebwerken zunächst durch einen Kompressor geleitet, wodurch das bereits heiße Gas weiter komprimiert wird. Es wird dann durch einen oder zwei Wärmetauscher geleitet, um Wärme abzuführen. Die nun kühlere, aber immer noch stark komprimierte Luft gelangt dann durch eine Expansionskammer in eine größere Kammer. Die kombinierte Wirkung des Antreibens der Turbine und des Ausdehnens in eine größere Kammer kühlt die Luft dramatisch ab (normalerweise bis nahe an den Gefrierpunkt; Wasserfallen sind im System entscheidend, um ein Einfrieren zu verhindern). ( Quelle )

Einfaches Diagramm:

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( Quelle )

Das Auslassventil reguliert den Druck und sorgt dafür, dass die richtige Luftmenge die Kabine verlässt.

Die automatische Steuerung hält normalerweise die richtige Kabinendruckhöhe aufrecht, indem sie die Position des Auslassventils ständig so einstellt, dass die Kabinenhöhe so niedrig wie möglich ist, ohne die maximale Druckdifferenzgrenze am Rumpf zu überschreiten.

Der verwendete Kühlprozess ist isobar, nicht isovolumetrisch. Es hält einen konstanten Druck aufrecht, indem es die Dichte der Luft durch IGL erhöht:

P = ρ ∗ R ∗ T

Um einen konstanten Druck im gesamten Wärmetauscher aufrechtzuerhalten, wird die Austrittsluftdichte größer, wenn die Temperatur während des Kühlens sinkt.

Dadurch sinkt der Volumenstrom durch den Wärmetauscher, aber es bleibt auch ein konstanter Massenstrom erhalten.

Wie hält Zapfluft nach dem Abkühlen den Druck für die Druckbeaufschlagung aufrecht?
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