本申请提供了一种飞机燃油箱可燃性评估方法，所述方法包括：进行合理假设，构建所述飞机燃油箱传热数理模型，根据所述飞机燃油箱传热数理模型得到飞行任务剖面下燃料温度随时间的变化；燃油或油品的闪燃点测试，得到飞机燃油箱内燃油或油品的闪燃点；对比飞行任务剖面下任一时间的燃料温度是否高于所述闪燃点，当飞行任务剖面下任一时间的燃料温度均不高于所述闪燃点时，所述飞机燃油箱的可燃性评估结果为合格；当飞行任务剖面下任一时间的燃料温度均高于所述闪燃点时，所述飞机燃油箱的可燃性评估结果为不合格。本申请提供的燃油箱可燃性评估方法可以精准的对飞机燃油箱可燃性进行评估，对于飞机油箱防火抑爆系统设计至关重要。重要。重要。
【技术实现步骤摘要】
一种飞机燃油箱可燃性评估方法及闪燃点测试装置
[0001]本申请属于飞机燃油箱防爆设计
，特别涉及一种飞机燃油箱可燃性评估方法及闪燃点测试装置。
技术介绍
[0002]目前，在飞机油箱设计领域多采用基于油箱氧气浓度的可燃性评估方法来评估飞机油箱的可燃性。可燃物、氧化剂和点火源作为燃烧三要素是燃烧发生的必要条件。燃烧三要素表明，燃油箱中没有氧气是不会发生燃烧的。但对燃油蒸汽而言，并不是在任何氧浓度下都可以发生燃烧，存在一个可引起燃烧的最低氧浓度，即氧浓度极限。
[0003]目前氧浓度极限源自国外相关标准，但氧浓度极限与燃油本身的物性参数息息相关。国外相关标准使用的燃油与国内航空燃油并非完全相同，因此，对于使用国内油料油品的飞机来说，基于油箱氧气浓度的可燃性评估方法存在一定的偏差，存在安全隐患。
技术实现思路
[0004]本申请的目的是提供了一种飞机燃油箱可燃性评估方法，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
[0005]本申请的技术方案是：一种飞机燃油箱可燃性评估方法，所述方法包括：
[0006]进行合理假设，构建所述飞机燃油箱传热数理模型，根据所述飞机燃油箱传热数理模型得到飞行任务剖面下燃料温度随时间的变化；
[0007]燃油或油品的闪燃点测试，得到飞机燃油箱内燃油或油品的闪燃点；
[0008]对比飞行任务剖面下任一时间的燃料温度是否高于所述闪燃点，当飞行任务剖面下任一时间的燃料温度均不高于所述闪燃点时，所述飞机燃油箱的可燃性评估结果为合格；当飞行任务剖面下任一时间的燃料温度均高于所述闪燃点时，所述飞机燃油箱的可燃性评估结果为不合格。
[0009]进一步的，进行合理假设，构建所述飞机燃油箱传热数理模型的过程包括：
[0010]确定燃油箱的热传导部位，所述燃油箱的热传导部位包括燃油箱下表面及燃油箱侧壁与顶壁；
[0011]根据热传导部位的吸热及散热过程，得到燃油箱内燃油或油品的换热过程，所述换热过程包括：油品与燃油箱下表面进行的对流换热，油品与燃油箱侧壁浸油部分进行的对流换热，油品与燃油箱非浸油部分的油气进行对流换热；
[0012]根据燃油或油品的换热过程得到用于求解油品温度的传热方程。
[0013]进一步的，用于求解油品温度的传热方程为：
[0014][0015]式中，q
conv
为热传导热量；
[0016]q
conv
‑
side
为油品与油箱侧壁浸油部分的热传导热量；
[0017]q
conv
‑
gastooil
为油品与油箱非浸油部分油气的热传导热量；
[0018]T
oil
为油品温度；
[0019]A
W
为油箱与外部气流接触的面积；
[0020]A
W
‑
side
‑
oil
为油箱侧壁浸油部分的面积；
[0021]A
W
‑
gas
‑
oil
为油品与油气的接触面积；
[0022]c
p
‑
oil
为油品的定压比热容；
[0023]m为油箱内油品质量；
[0024]m0为油箱油品初始质量；
[0025]为油品消耗速率；
[0026]t为时间。
[0027]此外，本申请还提供了一种用于如上任一所述的飞机燃油箱可燃性评估方法的闪燃点测试装置，所述闪燃点测试装置包括：燃气气源、扫火装置、支架、加热器及温度测量装置；
[0028]试样油环设置在支架上；
[0029]燃气气源通过扫火装置引至试样油环上上；
[0030]温度测量装置设置在试样油环上侧，用于测量试样油环的闪燃点，加热器设置在试样油环的下侧，用于加热试样油环；
[0031]当加热器将试样油环加热而使试样油环内燃油或油品蒸发形成油气时，燃气气源通过扫火装置将试样油环上方的油气点燃，当油气能够持续燃烧预订时间以上时，温度测量装置测量得到试样油环油气开始点燃的温度即为闪燃点。
[0032]进一步的，所述预订时间不少于5秒。
[0033]本申请提供的燃油箱可燃性评估方法可以精准的对飞机燃油箱可燃性进行评估，对于飞机油箱防火抑爆系统设计至关重要。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0035]图1为本申请的燃油箱可燃性评估方法流程图。
[0036]图2为本申请中的机身油箱结构及热载荷示意图。
[0037]图3为本申请中的机身油箱传热传质模型示意图。
[0038]图4为本申请中的机身油箱换热模型示意图。
[0039]图5为本申请中的闪燃点测试装置示意图。
具体实施方式
[0040]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0041]为了克服现有技术中飞机燃油箱可燃性评估方法源自外国相关标准，而国内飞机
采用的航空燃油与国外燃油物性参数不一致而导致飞机燃油箱可燃性评估存在偏差的问题，本申请提出一种更加科学且合理的飞机燃油箱可燃性评估方法，从而有效的为飞机油箱防火抑爆系统设计提供关键依据。
[0042]本申请提供的飞机燃油箱可燃性评估方法基于燃油温度进行评估，通过构建传统燃油箱的传热数理模型，结合燃料闪燃点温度，评估基于任务剖面的燃油箱可燃性。
[0043]如图1所示，本申请提供的飞机燃油箱可燃性评估方法具体包括如下步骤：
[0044]S1、进行合理假设，构建精准的燃油箱传热数理模型；
[0045]如图2所示为典型的飞机燃油箱结构及其热载荷示意图，燃油箱的下表面与外界空气接触，主要受到太阳辐射热量q
sun
和飞机高速飞行产生的气动热q
flow
加热，而燃油箱的前后左右以及上表面位于机体内部，主要受到飞机机载设备散出的设备散热q
equipment
加热。
[0046]如图3所示的机身油箱传热传质模型示意图，燃油箱的下表面与机体外的空气接触，燃油箱下表面蒙皮会受到太阳辐射热量q
sun
及气动热q
flow
的加热，并对机体外产生辐射热量q
r
并向外传热，对机体内产生热传导热量q
conv
并向内传热，热传导热量q
conv
通过蒙皮后，在燃油箱内壁通过对流传热方式产生对流热q
cond
并加热油品。
[0047]燃油箱侧壁与顶壁会受到机体内部的设备热源产生的设备散热q
equipment
加热，并对机体内部环境产生辐射本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞机燃油箱可燃性评估方法，其特征在于，所述方法包括：进行合理假设，构建所述飞机燃油箱传热数理模型，根据所述飞机燃油箱传热数理模型得到飞行任务剖面下燃料温度随时间的变化；燃油或油品的闪燃点测试，得到飞机燃油箱内燃油或油品的闪燃点；对比飞行任务剖面下任一时间的燃料温度是否高于所述闪燃点，当飞行任务剖面下任一时间的燃料温度均不高于所述闪燃点时，所述飞机燃油箱的可燃性评估结果为合格；当飞行任务剖面下任一时间的燃料温度均高于所述闪燃点时，所述飞机燃油箱的可燃性评估结果为不合格。2.如权利要求1所述的飞机燃油箱可燃性评估方法，其特征在于，进行合理假设，构建所述飞机燃油箱传热数理模型的过程包括：确定燃油箱的热传导部位，所述燃油箱的热传导部位包括燃油箱下表面及燃油箱侧壁与顶壁；根据热传导部位的吸热及散热过程，得到燃油箱内燃油或油品的换热过程，所述换热过程包括：油品与燃油箱下表面进行的对流换热，油品与燃油箱侧壁浸油部分进行的对流换热，油品与燃油箱非浸油部分的油气进行对流换热；根据燃油或油品的换热过程得到用于求解油品温度的传热方程。3.如权利要求2所述的飞机燃油箱可燃性评估方法，其特征在于，用于求解油品温度的传热方程为：式中，q
conv
为热传导热量；q
conv
‑
side
为油品与油箱侧壁浸油部分的热传导热量；q
conv
‑<...
【专利技术属性】
技术研发人员：金钊，刘静，佟晓龙，马乙超，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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