¿Cómo funciona el aire acondicionado en un avión? Teniendo en cuenta que la temperatura exterior es de -30 grados e inferior a una altitud de 35,000 pies, ¿cómo se proporciona oxígeno fresco a los pasajeros?

Answer 1

querido

Recuerde una cosa que incluso a la altura de 35000 pies, hay abundante aire disponible junto con suficiente cantidad de oxígeno. Sin embargo, la presión allí es bastante baja, lo que no es apropiado para la respiración normal.

Para contrarrestar este problema a bordo, el aire que ingresa al motor de la turbina, después de ser comprimido en los compresores (este aire se denomina aire de purga porque está siendo “purgado” a través de la etapa del compresor), se permite que el aire de purga ingrese a la aeronave después de ser comprimido. pasó a través de un intercambiador de calor que enfría el aire a la temperatura requerida y también varias otras máquinas que limpian este aire. Este aire se bombea en el avión a la presión requerida (con un poco más de presión en la cabina para evitar la formación de niebla en el parabrisas) que necesitamos para la respiración normal, también hay una válvula generalmente en la parte posterior del fuselaje que permite el uso del interior presente y el aire sucio sale para mantener la presión interna del aire.

Además, el avión transporta una cantidad suficiente de oxígeno que se utiliza en caso de emergencia (debe haber visto las máscaras de oxígeno que se abren automáticamente)

Incluso se sorprenderá al saber que el aire también existe a la altura donde opera la estación espacial internacional y es por eso que la ISS siempre se impulsa periódicamente, ya que se mueve ligeramente hacia abajo debido a la presión del aire.

En lo que respecta a los acondicionadores de aire, como te dije, el aire de purga se enfría en el intercambiador de calor, por lo que sea cual sea la temperatura necesaria a bordo, el aire de purga se calienta o enfría hasta esa temperatura y luego se suministra a bordo. Ahora, ¿qué sucede cuando el avión está en tierra, por lo que el trabajo allí es realizado por la Unidad de Energía Auxiliar (APU)? Esta APU es responsable de garantizar el suministro de aire fresco y fresco en la cabina.

EDITAR 1: Oh, lo que olvidé aquí es que también hay varias personas que leen que tienen algún conocimiento sobre aeroespacial y aeronáutica y eso realmente se siente bien. Muchas gracias Rohit Murari. Bueno, para agregar más detalles, siempre quise explicar la industria aeroespacial de la manera más simple posible, pero me gustaría decirles que la ISS pierde su altitud principalmente debido a que el aire la desacelera (un poco complicado; no es ) y si alguien aquí está interesado en saber cómo, entonces, por favor, perdónenme, ya que no podré explicar eso aquí, sí, pero pueden consultar a otros. Nota: no estoy apuntando en absoluto a aquellos que son como buscadores de errores, críticos de películas, vendedores de enrutadores wifi o amantes / enemigos de BJP. 🙂

EDIT 2: Gracias Manish Choudhary por esa sugerencia de edición 🙂

Tata y sigue explorando 🙂

Answer 2

Gran pregunta Esto abordará todos los aviones excepto el Boeing 787, que utiliza un sistema neumático sin sangrado.

El proceso comienza con aire comprimido que se canaliza fuera de los compresores del motor de la aeronave. Este aire comprimido extremadamente caliente ahora se llama “aire de purga”. Se toma de 2 secciones diferentes del compresor, tanto los compresores de baja presión como los de alta presión.

Las válvulas de purga del motor de alta y baja presión se modulan automáticamente para mantener la demanda de aire de purga requerida.

El aire de purga también puede ser suministrado por la APU autónoma de la aeronave (Unidad de potencia auxiliar), (que es un pequeño motor de turbina de gas que proporciona aire de purga y hace girar su propio generador eléctrico), o una fuente de aire de purga externa cuando está en la puerta.

Después de abandonar la fuente de aire de purga, el aire de purga ingresa al sistema neumático de la aeronave.

• Motor Boeing 767 Pratt y Whitney 4060 Turbofan

El aire de purga del sistema neumático de la aeronave se utiliza para alimentar o presurizar varios sistemas de la aeronave, incluidos el aire acondicionado, la presurización y los sistemas antihielo de las alas y del motor, las bombas hidráulicas impulsadas por aire de alta demanda (ADP) y el motor de arranque neumático. motores También proporciona presión a los depósitos hidráulicos y sistemas de agua potable.

• Esquema del sistema neumático de Boeing

Los sistemas ECS y de presurización de la aeronave utilizan aire de purga para proporcionar aire acondicionado a la cabina con suficiente presión y flujo para mantener la presurización de la cabina y un ambiente de temperatura controlada en toda la envoltura operativa de la aeronave.

El proceso de producción de aire acondicionado:

Para convertir el aire de purga comprimido caliente en aire acondicionado adecuado para la cabina, la mayoría de las aeronaves usa dos “Packs” (aeronaves jumbo más grandes usan 3) que contienen una máquina de refrigeración neumática llamada “Máquina de ciclo de aire” o ACM .

• Boeing Air Cycle Machine Parte de un “paquete”.

Cualquiera de los dos es capaz de suministrar el 100 por ciento de las demandas de aire del sistema, y ​​puede presurizar completamente y mantener una temperatura de cabina confortable.

• Esquema del paquete Boeing

Los motores de turboventilador utilizan un proceso de ciclo de refrigeración conocido como el “Ciclo de gas”, que es el “Ciclo de Rankine” invertido, para generar el volumen de aire frío necesario para enfriar efectivamente un avión.

Recuerde la “Ley del gas ideal” para explicar la termodinámica detrás de los diversos ciclos de refrigeración:

• En el ciclo de gas, el refrigerante (aire de purga del motor) no cambia de estado como lo hace en el “Ciclo de compresión de vapor”.
• El “ciclo de compresión de vapor” más familiar se usa en los sistemas de aire acondicionado de viviendas y automóviles, y en la mayoría de los refrigeradores domésticos.

• Boeing 767–300ER Esquema del paquete

1. Al comienzo del proceso, el aire de purga del motor se dirige a través del ACM, donde primero fluye a través del intercambiador de calor primario para enfriarse.
2. Luego ingresa a un compresor, donde se comprime (1). Esto aumenta su temperatura y presión.
3. Luego viaja a través del intercambiador de calor secundario para otra extracción de calor (2).
4. Luego ingresa a la turbina ACM primaria (3) donde se extrae más energía para alimentar el compresor ACM y el ventilador del intercambiador de calor “Pack”.
5. Al salir de la turbina ACM primaria, el aire se expande y se enfría. El aire sobreenfriado húmedo se mezcla con una pequeña cantidad de aire de purga caliente para fundir los cristales de hielo que se formaron. Luego pasa a través de un separador de agua (4) para eliminar el vapor de agua condensado.
6. Esa agua se canaliza y se rocía sobre los intercambiadores de calor para aumentar su eficiencia de enfriamiento.
7. El aire neumático hace un último paso a través de la turbina secundaria ACM (5), para extraer más energía térmica para alimentar el compresor ACM.
8. Finalmente pasa por una fase de expansión secundaria (6).

El resultado final es aire seco frío (34F-1C).

• Esquema básico de la máquina de ciclo de aire de la aeronave

El aire frío de los “Packs” ingresa al conducto de distribución de aire de la aeronave, donde se mezcla con aire de purga caliente modulado (aire de compensación) del sistema neumático para proporcionar aire de la cabina a las temperaturas ordenadas por el aire acondicionado de la cabina y el panel neumático.

El controlador de presurización modula una válvula de salida de la cabina para mantener la presión de la cabina en un diferencial de presión de hasta 8.7 PSI en Boeing Aicraft.

El sistema ECS de Boeing proporciona aire acondicionado y presurizado en toda la envolvente operativa de la aeronave, desde el suelo hasta sus límites máximos de servicio de 42,000-43,000 pies.

• Boeing 767 Esquema de aire acondicionado y presurización.

Se utiliza una combinación de “paquetes”, válvulas de ajuste de aire, válvulas de retención (alivio de presión positiva y negativa), ventiladores de recirculación, filtros de partículas, controladores de temperatura y caudal, y válvulas de salida de modulación para mantener el aire acondicionado, un flujo de aire de cabina limpio, y presurización de aeronaves.

• Panel de control de presurización Boeing 767–300ER. En este ejemplo, la aeronave estaba a 37,000 pies, la presión diferencial entre la cabina y el aire exterior es de 8.7 psi, y la altitud de la cabina se mantiene a 6000 pies.

• Boeing 767–300ER Panel de control de aire acondicionado y neumático

Preparándose para volar desde Nagoya, Japón a Honolulu 15/09/2017.

Answer 3

Para responder a esta pregunta, me abstendría de entrar en los detalles técnicos del sistema de aire acondicionado de un avión, en lugar de tratar de explicarlo en lenguaje sencillo. Para seguir volando; un avión aéreo siempre es apoyado por aire atmosférico (un avión aéreo no puede volar en el espacio donde no hay aire). El aire atmosférico contiene oxígeno y, a mayor altitud, el aire también está libre de impurezas. Por lo tanto, no es necesario que un avión transporte oxígeno para todos los pasajeros durante la duración completa del vuelo (por supuesto, transporta algunos solo para emergencias). El único inconveniente es que la presión atmosférica en altitudes más altas es menor y, por lo tanto, la cantidad correspondiente de oxígeno también es menor.

El cuerpo humano se siente incómodo con presiones atmosféricas más bajas y niveles más bajos de oxígeno. Entonces, a medida que un avión se eleva, su interior está presurizado. El aire utilizado para la presurización también transporta suficiente oxígeno (el oxígeno es un componente del aire). Además de la presión y el oxígeno, otro aspecto de la comodidad es la temperatura y la humedad, que se controlan acondicionando el aire utilizado para la presurización con la ayuda de un sistema de aire acondicionado (paquete).

Ahora sabemos que este aire se extrae de la propia atmósfera, se presuriza, acondiciona y bombea en la cabina del avión. ¿Pero quién lo presuriza? La respuesta son los motores. Sí, el aire comprimido puro se extrae de los compresores del motor, que generalmente está en un rango de temperatura cercano a los 300 grados C. Por lo tanto, incluso a temperaturas exteriores de – 31 C, el avión debe esforzarse para enfriar el aire y suministrarlo a la cabina. Entonces, en realidad, el sistema enfría una parte del aire, enfría una parte y finalmente lo entrega a la cabina después de mezclarlo según la demanda de la cabina.

A medida que el aire se bombea continuamente hacia la cabina, la presión de la cabina generalmente se mantiene dentro del límite deseado regulando un flujo constante de aire a través de las “válvulas de alivio hacia afuera”. Entonces la cabina siempre está llena de aire fresco.

El sistema de enfriamiento utilizado en el sistema de aire acondicionado puede variar de un avión a otro. No voy a entrar en esos detalles. La ‘máquina de ciclo de aire’ es la más común.

El diagrama de aire acondicionado y presurización más simple.

Answer 4

Esta sería una respuesta específica del tipo de avión. El aire acondicionado básicamente está tomando el aire de los motores. Este aire está caliente ya que viene en forma comprimida del motor de la aeronave, luego pasa a través de los paquetes de aire acondicionado que están en la aeronave y luego el aire enfriado entra en la cabina y la cabina de la aeronave, pero a veces si la temperatura es fría afuera y necesitamos aire caliente para que el control de la temperatura de la cabina o la válvula reguladora que está allí en la cabina pueda controlar la temperatura de la cabina y calentar o enfriar la cabina de manera acordada y lo mismo con la cabina.

Answer 5

El sistema de aire acondicionado en los aviones no tiene nada que ver con el entorno exterior. La temperatura y la presión se han corregido según el clima y la temporada. El aire fresco proviene del cilindro comprimido incorporado. Y el avión se había compuesto de una lámina metálica específica que diferenciaba la temperatura exterior con la interior. Todo lo mejor para el futuro.