加压供氧面罩的数值模拟与仿真

发布时间：2024-05-15 22:29

　　高空飞行中由于大气压力降低而引起吸入气体氧分压相应降低,从而引起高空缺氧,高空缺氧会导致一系列生理问题,航空供氧装备是保证飞行员在正常飞行中免遭高空低压与缺氧的危害,并能在应急飞行中确保飞行员生命安全的有效防护手段。加压供氧面罩是航空供氧装备的重要组成之一,本文针对加压供氧面罩所涉及的主要部件进行数值模拟和仿真研究,着重关注其核心部件—呼气活门在爆炸减压条件下的动态工作性能,主要工作包括:(1)对加压供氧面罩数值计算和仿真所需的边界条件进行了研究。基于C语言平台对座舱在爆炸减压下舱内压力变化趋势进行计算,得出了座舱在不同爆炸减压条件下的压力变化情况;同时对肺部P-V曲线进行探究分析,获得了爆炸减压条件下肺部各个参数随压力变化的数学模型;对呼气活门处的橡胶区域在不同形变下的弹力进行了静力分析,通过对所得到的数据进行拟合,得出了橡胶区域弹力变化函数。(2)实现了爆炸减压条件下的呼气活门动态性能的数值模拟。在对座舱、供氧面罩腔、呼气活门和呼气活门橡胶区域建模分析的基础上,把座舱、肺部数学模型及呼气活门橡胶区域以UDF(用户自定义函数)的形式嵌入FLUENT,实现了加压供氧面罩呼气活门的动态性...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1带有“张紧补偿器”的加压供氧面罩

1—面罩主体2—吸气活门3—输氧软管4—呼气活门通气细管5—呼气活门6—连通张紧补偿器的细管7—挂带8—张紧补偿器9—密封边10—飞行帽当飞机在座舱高度超过12km或飞行高度超过12km的高空而气密性座舱发生爆飞机座舱内压力会迅速下降，即使是呼吸纯氧气，也不....

图2.1大气压力随高度变化曲线

图2.1大气压力随高度变化曲线中变化趋势，可以得出，随着高度的增加，大气压力逐渐减小，高空低产生比较大的影响，主要表现在缺氧、低压效应、体液沸腾，爆炸减压压的持续时间非常短，通常在几秒钟或者几分之一秒钟的时间内完成。伤害发生的顺序和性质，可分为两类：第一类是在爆炸减压，座舱....

图2.2座舱压力随时间变化曲线

10117-(52)0.7zZZZZdmPPPCAdtPPPV：ρ为湿空气的密度，3kg/m；PZ为座舱压力，Pa；P1为大气压力，Pa；C0为座舱气体的破损孔面积，2m；VZ为座舱体积，m3；t为时间，s。义zZ为破损孔比，Z0....

图2.3人体肺部各个参数指标图

图2.3人体肺部各个参数指标图量(VT)：在平静呼气基础上，每次吸入或呼出的气量。正常人为气量(IRV)：平静吸气后，再用力吸气所能吸入的最大气量。正常值男l。气量(IRV)：平静呼气后，再用力呼气所能呼出的最大气量。正常量(RV)：深呼气后肺内还剩余的气量。正常占肺总量....

本文编号：3974302