Материал: Сборник трудов победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ

При прохождении потока воздуха между поверхностями разной температуры, возникает его устойчивое пересыщение, заключающееся в образовании комплексов молекул влаги, их конденсационном росте до размеров капель и их дальнейшем утяжелении. Это дает возможность создать для очистки воздуха разнотемпературную конденсационную камеру в виде параллельных влажных поверхностей с постоянными, но не равными температурами. В реальных условиях для конденсации водяных паров в газовом потоке требуется довольно большое пересыщение. Наличие ядер конденсации намного уменьшает пересыщение, требуемое для конденсации водяных паров.

Конструкция предложенного уловителя аэрозольных частиц представлена на чертежах, где на рис. 1 показан поперечный разрез уловителя, на рис. 2 – продольный разрез уловителя, на рис. 3 – элемент профилированного днища, на рис. 4 – поперечный разрез участка профилированного днища.

Принцип работы уловителя.

Газ с аэрозольными частицами через конфузор 18 подается в камеру 17, где насыщается парами жидкости, подаваемыми через сопло 20, и подходит

вканал трапецеидального сечения газоподводящего устройства с разнотемпературными стенками, из которых наружная стенка холодная, а внутренняя горячая. Выполнение газового тракта с поперечным сечением трапецеидальной формы, с наклонными стенками и с сужением канала в верхней его части, обеспечит более эффективное удаление образовавшихся капель конденсата со стенок газового тракта за счет обеспечения возможности их срыва со стенок на днище 2 и удаления через отверстия 28. По мере прохождения в канале пересыщенной парогазовой смеси происходит конденсация паров жидкости на аэрозольных частицах, как на ядрах конденсации, и образовавшиеся капли выделяются из парогазовой смеси под действием центробежных, диффузионных и термодиффузионных сил.

Конденсация пара на холодной поверхности сопровождается уменьшением объема, что приводит к общему течению парогазовой смеси к этой поверхности. С другой стороны, при движении потока между разнотемпературными поверхностями

впарогазовой смеси возникает температурный градиент, обуславливающий появление термодиффузионных сил, под действием, которых частицы и капли тоже движутся к холодной поверхности и осаждаются на ней. Непрерывность конденсации и укрупнения частиц при движении

вдоль канала поддерживается вследствие высокой степени пересыщения, которая возникает в результате увеличения парциального давления у обогреваемой поверхности и снижения его у охлаждаемой.

В канале, постепенно расширяющемся со стороны охлаждающего устройства по ходу газа, процесс конденсации на частицах идет более интенсивно за счет снижения скорости парогазового потока, Образовавшаяся пленка жидкости увлекается далее газовым потоком к ловушкам 15 и одновременно стекает по холодной стенке вниз на днище 2, в промежутке между ловушками 15, где через отверстия 28 попадает в сборник 5 конденсата.

Рис. 1. Поперечный разрез уловителя

А - А

Рис. 2. Продольный разрез уловителя

Газовый поток с конденсатом и пленкой жидкости на стенке, не попавшей на днище 2,

увлекаемой газовым потоком, движется вдоль по холодной охлаждаемой стенке и попадает в диффузор 26 ловушки 15. В диффузоре скорость потока падает, конденсат в потоке газа теряет скорость и под действием силы тяжести выпадает на днище 2, где через отверстия 28 перфорированного днища 2 и отверстия 3 ловушек 15 выводится в сборник 5 конденсата.

Б

Рис. 3. Элемент профилированного днища

Конденсат стекает по наклонным стенкам к центру выемки 29 и через отверстия 28 удаляется из газового канала. Не успевшие отсепарироваться по длине канала капли улавливаются в центральной сепарационной зоне 26, выделяясь из потока, закручивающегося вокруг выходного штуцера 14, стекают через зазор между охлаждаемой стенкой и конусом 24 в сборник 5 и выводятся через штуцер 23, а очищенный газовый поток, отражаясь от конуса 24, где происходит дополнительная сепарация капель, образуя внутренний вихрь, выходит через выходной патрубок 14.

В – В

Литература

1.Амелин А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара, Изд. 3-е, доп. и перераб., М. «Химия», 1972 – 304 с.

2.Михельсон М.Л. Физические основы конденсационного метода пылеулавливания // Дис. канд. физ. – мат. наук / НИГРИ. - Кривой Рог, 1960 – 174 с.

3.Солженикин П.А. Удаление влаги из газового потока путем создания пересыщения в разнотемпературной

камере / П.А. Солженикин, В.Г. Стогней, В.В. Черниченко // Авиакосмические технологии «АКТ - 2006»: Труды седьмой международной научно – технической конференции и школы молодых ученых, аспирантов и студентов – Воронеж: ВГТУ, 2006 – С. 452 – 455.

4. Авторское свидетельство №1607899 СССР А1, МПК: B01D 47/05, 45/18. Уловитель аэрозольных частиц / В.П. Исаков, А.Г. Репало. Ленинградский технологический институт им. Ленсовета. – Заявлено 04.01.89; Опубл. 23.11.90. Бюл. № 43

Рис. 1. Условия работы при сборке каркаса пола

отсека Ф2

Технологический процесс характеризуется значительной трудоемкостью, длительным циклом сборки, низкой производительностью труда.

С целью сокращения цикла сборки, снижения трудоемкости и повышения качества технологического процесса предлагается вынести сборку каркаса пола на отдельный участок, в специальное сборочное приспособление.

Стапель предназначается для сборки каркаса пола отсека фюзеляжа Ф-2 самолета АН-148 в условиях сборочного производства ОАО "Воронежское акционерное самолетостроительное общество". В стапеле собирается каркас пола, устанавливается на технологический крепеж стойки

Рис. 2. Рама стапеля (вариант 1)

Фиксация рельсов выполняется, по пазу в профиле рельса на винтовые фиксаторы.

Поперечные балки пола фиксируются по КФО, на уголках, закрепленных на линейках. Крепление рамы к каркасу стапеля выполняется соединением ухо-вилка. Вилка устанавливается в стакан и заливается цементом НИАТ МЦ, стаканы приварены к поперечной балке. Основным

соединений балок пола и рельсов. Неудобно устанавливать стойки и кронштейны.

2 Сборка полов выполняется в перевернутом полетном положении.

Приспособление рамной конструкции состоит из продольных и поперечных линеек, опирающихся на балки каркаса

В этом варианте вместо рам, для фиксации поперечных балок пола пассажирской палубы в стапеле предусмотрены поперечные линейки, опирающиеся на балки. На линейках предусмотрены откидные флажки - фиксаторы КФО. С продольных линеек предусмотрена фиксация рельсов пассажирской палубы. Фиксация выполняется по пазу с расстоянием между фиксаторами в 500-600 мм. Предусматривался прижим рельсов к поперечным линейкам Г-образными болтами. По сравнению с предыдущей конструкцией облегчен доступ к местам крепления балок пола и рельсов, но конструкция стала более громоздкой и сложной.

3 Сборка полов выполняется в перевернутом полетном положении. Каркас стапеля выполняется в виде 2-х П образных порталов, расположенных по краям стапеля, состоящих из 2-х колонн соединенных между собой поперечной балкой с сечением в виде коробки из двух швеллеров. В каркас входят 4 колонны расположенных в местах соединения продольных линеек. Общий вид стапеля представлен на рис. 3

Рис. 3. Стапель сборки каркаса пола Ф2

Базирование поперечных балок пола по КФО (рис. 4), также предусмотрена дополнительная фиксация балок, при помощи откидных пластин и фиксаторов

Рис. 4. Фиксация балок

Фиксация рельсов выполняется по пазу с расстоянием между фиксаторами в 450-550 мм (рис. 5). Для ограничения продольных передвижений рельса предлагается жестко фиксировать его по одному из отверстий в пазу.

Рис. 5. Фиксация рельсов

Для обеспечения технологической жесткости в зоне шассийного отсека при кантовании полов на 180° предусматривается рама жесткости.

Предлагаемый вариант стапеля является наиболее оптимальным, так как обеспечивается удобный доступ к местам крепления балок пола и рельсов, имеет простую конструкцию, позволяет обеспечить необходимую точность и жесткость при сборке каркаса пола, а так же позволяет снизит трудоемкость в 2 раза. На основании электронных моделей разработан комплект чертежей стапеля сборки каркаса пола.

Литература

1. Ю.Л. Иванов Современные технологические процессы сборки планера самолета - М.: Машиностроение, 1999. – 304с.

Рис.1. Отсек ВСУ

Рис. 2. Конструктивно-технологическое членение отсека ВСУ

В настоящее время сборка отсека ВСУ осуществляется в стапеле общей сборки хвостовой части фюзеляжа (отсек Ф-3) (рис. 3). В стапеле по параллельно-последовательной схеме собираются: хвостовой отсек пассажирского салона, каркас пола, противопожарный экран, этажерка.

Существующий технологический процесс стапельной сборки отсека Ф-3 характеризуется

Рис. 3. Стапель общей сборки Ф3

С целью сокращения цикла сборки, снижения трудоемкости и повышения качества технологического процесса предлагается вынести сборку отсека ВСУ на отдельный участок, в специальное сборочное приспособление.

Стапель предназначается для сборки отсека ВСУ самолета АН-148 в условиях сборочного производства ОАО "Воронежское акционерное самолетостроительное общество". В стапеле собирается отсек ВСУ, устанавливаются лючки, люки, навешиваются створки, устанавливаются замки. Техническое задание на проектирование стапеля предусматривает базирование панелей из КПМ по наружной поверхности обшивки, узлов навески створок по отверстиям под стыковые болты (ОСБ) люки, лючки, кронштейны по сборочным отверстиям (СО). Базовые плоскости – плоскость симметрии самолета, строительная горизонталь фюзеляжа, плоскость 45 шпангоута. Нижняя кромка отсека ВСУ должна располагаться на высоте 1000 мм от уровня пола цеха. Стапель сборки отсека ВСУ укомплектовать оргтехоснасткой.

В ходе работы была разработана схема стапеля для сборки отсека ВСУ, удовлетворяющая ТЗ (рис. 4,), сборка отсека осуществляется в полетном положении, с базированием на макет 45 шпангоута и на рубильники по внешнему контуру обшивки.

Стапель состоит из: набора рубильников по 45, 48 и 50 шпангоутам и створкам, по 15 стрингеру вдоль обоих бортов и рубильника вдоль разъема створок отсека, из макета 45 шпангоута. Каркас