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Sistema cabina

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  1. Airframe Systems Aviation Maintenance Technician Series INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 Chapter 9: Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina

  2. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Necesidades humanas en vuelo: El vuelo se ha convertido en un medio de transporte tan normal, que es fácil de olvidar la importancia de los sistemas de control de la atmósfera, estos hacen que a grandes altitudes el vuelo sea posible. Sin ayuda, las personas no pueden sobrevivir a grandes altitudes donde vuelan la mayoría de los aviones. La temperatura del aire es de aproximadamente -50 ° F (- 45.6 ° C) y la presión atmosférica es tan baja que el cuerpo humano no puede obtener suficiente oxígeno del aire para sobrevivir. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  3. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Necesidades humanas en vuelo: Sin calentar y presurizar el aire en la cabina de un avión, sería imposible volar a grandes alturas donde los motores de turbina funcionan de manera más eficiente y donde la mayoría del mal tiempo se pueden evitar. Un sistema completo de control de la atmósfera de la cabina regula la presión para abastecer oxígeno en nuestros pulmones, la temperatura, la humedad y el movimiento del aire, para hacer que la cabina del avión sea cómoda. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  4. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Pressure: Presión El cuerpo humano requiere oxígeno. Una forma de proporcionar este oxígeno para volar a gran altura es aumentar la presión del aire dentro de la cabina del avión. Cuando la presión del aire dentro de la cabina está cerca de la superficie de la Tierra, suficiente oxígeno pasará a través de los pulmones y entrará al flujo de sangre para permitir que el cerebro y el cuerpo funcionen normalmente. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  5. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Temperature: Temperatura En el verano caluroso, nos sentimos cómodos cuando nuestros cuerpos (que generalmente tienen una temperatura de aproximadamente 98 ° F) puede pasar el calor al aire que nos rodea. por esta razón, el aire en la cabina de la aeronave debe mantenerse por comodidad en un rango de entre 70 ° F (21 ° C) y 80 ° f (27 ° C). En el invierno, cuando la temperatura del aire exterior es mucho menor que la de nuestros cuerpos, perdemos el calor de nuestros cuerpos hacia el aire tan rápidamente que estamos incómodos Para permitir que nuestros cuerpos mantengan su calor, calentadores mantenga la temperatura del aire dentro de la cabina dentro del rango de confort. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  6. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Humidity: Humedad Es cierto que no solo es el calor, sino también la humedad lo que hace el verano incómodo. La humedad es la cantidad de vapor de agua en el aire, y afecta nuestra comodidad. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  7. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina El cuerpo humano tiene un sistema de aire acondicionado natural que funciona mejor cuando la humedad es baja. Cuando nuestro cuerpo está caliente, agua o sudor, sale de los poros de nuestra piel, y el aire que sopla sobre nuestros cuerpos lo evapora. El calor que cambia esta agua de un líquido a vapor proviene de nuestra piel, y perder este calor nos hace sentir más frescos. Pero, cuando la humedad es alta, el aire ya tiene una gran cantidad de vapor de agua y el sudor no se evapora tan fácilmente. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  8. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Con menos evaporación, menos se elimina el calor y nos sentimos incómodos. Un efectivo sistema de control de la atmósfera de la cabina mantiene la humedad el aire a un nivel que permite a nuestros cuerpos perder calor excesivo, mientras que al mismo tiempo contiene suficiente humedad para que nuestras gargantas no se sequen. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  9. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Air Movement Movimiento del aire: Por lo general, nos sentimos cómodos y alerta cuando el aire frío sopla sobre nuestra cara y cabeza, mientras que esté a un ritmo lo suficientemente rápido como para quitar el calor no deseado, pero no lo suficientemente fuerte como para hacernos conscientes de ello. El aire caliente se siente cómodo cuando sopla sobre la parte inferior de nuestro cuerpo, pero nos produce somnolencia y pereza cuando sopla sobre nuestra cara y cabeza. Un sistema de control de la atmósfera de la cabina adecuadamente diseñado y operativo mueve el aire a la temperatura correcta y el contenido de humedad sobre y alrededor de nuestro cuerpos. Esto permite que la tripulación de vuelo opere más eficientemente y los pasajeros viajen más cómodo. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  10. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina The Atmosphere La atmósfera: El aire que rodea la tierra es una mezcla física de gases compuesta de aproximadamente 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y rastros de varios otros gases que incluyen dióxido de carbono y vapor de agua. El oxígeno es el gas más importante en el aire porque no hay vida en humanos o animales que pueda existir por más de unos pocos minutos sin ella. Privando nuestros cuerpos de el oxígeno durante unos pocos segundos puede dañar nuestro cerebro. Nitrógeno, que hace la mayor parte del aire que respiramos es un gas inerte. Proporciona volumen al aire y diluye el oxígeno. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  11. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina The Atmosphere La atmósfera: La atmósfera de la Tierra se extiende hacia arriba por más de 20 millas, y dado que los gases que componen la atmósfera son compresibles, el aire cerca a la superficie es más denso que el aire más arriba. Como resultado de esta compresión, aproximadamente la mitad de la atmósfera total está por debajo de 18,000 pies. Mientras la presión del aire cambia con la altitud, su composición permanece relativamente constante. Hay el mismo porcentaje de oxígeno en el aire a nivel del mar que a 30,000 pies, pero debido a que hay muy poco aire en este altitud, la cantidad real de oxígeno es mucho menor. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  12. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Standard Conditions Condiciones estándar: Se han establecido las condiciones estándar para la presión atmosférica y temperatura. Bajo estos estándares, la atmósfera se considera presionada en la superficie de la tierra con una presión de 14.69 libras por pulgada cuadrada. Esta gran presión soportará una columna de 29.92 pulgadas, o 760 milímetros de mercurio. La presión de la atmósfera disminuye a medida que la altitud aumenta, como se ilustra en la figura. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  13. Figure 9-1. Table of the ICAO Standard Atmosphere. Tabla de la atmósfera estándar de la OACI INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  14. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Standard Conditions Condiciones estándar: La temperatura estándar en el nivel del mar es de 15 ° C o 59 ° F. La temperatura baja a medida que la altitud aumenta hasta aproximadamente 36,000 pies, lo que marca el comienzo de la estratosfera, donde la temperatura se estabiliza a -56.5 ° C (- 69.7 ° F). INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  15. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Standard Conditions Condiciones estándar: La densidad del aire aumenta a medida que disminuye su temperatura, pero disminuye a medida que su presión disminuye. La disminución de la densidad disminuye la resistencia aerodinámica de un avión, pero la potencia que los motores pueden desarrollar también disminuye a medida que la densidad disminuye. La temperatura permanece constante en la estratosfera, por lo que el cambio de densidad disminuye a medida que cambia la altitud. Por esta razón, aviones a reacción funcionan mejor al comienzo de la estratosfera, a una altitud de aproximadamente 36,000 pies. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  16. Figure 9-2. Effects of lack of oxygen on the human body. Efectos de la falta de oxígeno en el cuerpo humano INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  17. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina The Physics of Cabin Atmosphere Control La Física del Control de Atmósfera de Cabina: Para comprender mejor la forma en que funciona un sistema de control de atmósfera de cabina, se debe revisar algunos de los conceptos de física básica. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  18. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Calor : Toda la materia está compuesta de partículas extremadamente pequeñas llamadas moléculas. Las moléculas son demasiado pequeñas para verlas, incluso con un microscopio Todas las moléculas contienen energía térmica, lo que hace que se muevan en todas las direcciones. Si un material contiene solo una pequeña cantidad de energía calorífica, sus moléculas se moverán relativamente lento. Si se agrega calor, las moléculas se moverán más rápido. Si fuera posible eliminaran toda la energía térmica de un material. La energía térmica puede transferirse de un objeto a otro, esta transferencia es siempre desde un objeto con un alto nivel de energía a uno con un nivel inferior. • • • • • • INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  19. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Caloría: La cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua pura 1° C Unidad térmica británica (Btu): Cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua pura a 1 ° F. Calor sensible: calor que se agrega a un líquido que causa un cambio en su temperatura pero no su estado físico. Calor latente: calor que se agrega a un material que puede generar un cambio en su estado sin cambiar su temperatura. Calor especifico: La cantidad de Btu de calor, la energía necesaria para cambiar la temperatura de una libra de una sustancia 1 ° F. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  20. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Unidades de calor: Existen dos unidades estándar de medición de calor, la caloría en el sistema métrico y la unidad térmica británica, o Btu, en el sistema inglés. • Una caloría es la cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua pura 1 ° C. • Un necesaria para elevar el temperatura de una libra de agua 1 ° F. Btu es la cantidad de energía térmica INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  21. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Tipos de calor: Si se coloca un recipiente con agua, con una temperatura de 80 ° F en una estufa y se calienta, el agua seguirá siendo un líquido, pero su temperatura aumentará. Esto es un ejemplo de calor sensible, calor agregado a un material que causa cambio a su temperatura, pero no cambia su estado físico. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  22. Figure 9-3. Heat added to a liquid that causes it to change its temperature is called sensible heat. El calor agregado a un líquido que hace que cambie su temperatura se llama calor sensible. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  23. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Tipos de calor: Al mantener el recipiente de agua en la estufa, su temperatura continuará aumentando, pero solo hasta que el agua comience a hervir. Tan pronto como comience a hervir, cambiara de un de su estado líquido a vapor y su temperatura se detendra. Se necesitan 970 Btu de energía térmica para cambiar una libra de agua líquida a vapor. Esto se llama calor latente de vaporización. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  24. Figure 9-4. Heat absorbed by a liquid as it changes to a gas without changing its temperature is called latent heat. El calor absorbido por un líquido cuando cambia a un gas sin cambiar su temperatura se llama calor latente. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  25. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Tipos de calor: Cuando el agua cambia de líquido a vapor, esta energía térmica permanece en él. Cuando el vapor se enfría lo suficiente se vuelve líquida, Esto se llama calor latente de condensación. El calor específico es la cantidad de Btu de energía térmica necesaria para cambiar el temperatura de una libra de una sustancia 1°F. Un Btu de energía calorífica aumentará la temperatura de una libra de agua 1° F, por lo que el agua tiene un calor específico de 1.0. El refrigerante R-12 (que estudiaremos con más detalle) tiene un nivel mucho más bajo de calor especifico. Un Btu de energía térmica aumentará la temperatura de 4.6 libras de R- 12 1 ° F. Su calor específico es 0.217. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  26. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Movimiento de calor: El calor, como cualquier otro tipo de energía, siempre se mueve desde un alto nivel de energía a un nivel inferior. Hay tres formas en que esta energía puede moverse: Por conducción, por convección y por radiación. • Por conducción: Si tocamos una estufa caliente, nos quemamos. Hay una gran diferencia entre la cantidad de energía térmica en la estufa y la energía térmica en nuestra piel. Y, si nuestra piel está en contacto directo con la estufa caliente, esta energía térmica fluye directamente en nuestra piel y la quema. El calor de la estufa se transfiere a nuestra piel por conducción. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  27. Figure 9-5. Heat travels along this bar by conduction. The heat moves in the bar from a point of high heat energy to a point of lower heat energy. El calor viaja a lo largo de esta barra por conducción. El calor se mueve en la barra desde un punto de alta energía térmica hasta un punto de menor energía térmica. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  28. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Movimiento de calor: La convección: es un método en el cual el calor es transferido por corrientes verticales en un liquido o gas. Toda el agua en un recipiente que se sienta en una estufa caliente eventualmente se calentara uniformemente. Pero solo el agua en el fondo de la sartén está en contacto directo con el metal caliente esta se calienta por conducción. A medida que esta agua se calienta, sus moléculas se mueven más rápido, el agua se vuelve menos densa, y se eleva. A medida que se eleva, obliga a bajar el agua más fría por encima de ella hasta el fondo. Este proceso continúa hasta que toda el agua en la sartén se calienta. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  29. Figure 9-6. Convection transfers heat through a fluid by vertical currents. Warm liquid is less dense than the colder liquid, and it rises. This forces the colder liquid down so it can be heated. La convección transfiere calor a través de un fluido mediante corrientes verticales. El líquido tibio es menos denso que el líquido más frío y se eleva. Esto fuerza al líquido más frío hacia abajo para que pueda calentarse. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  30. Cabin Atmosphere Control Systems Sistemas de control de atmósfera de cabina Movimiento de calor: Radiación: La tercera forma en que se puede mover el calor es mediante radiación. Este es el método de calor transferencia por ondas electromagnéticas. La energía térmica causa ondas electromagnéticas, al igual que las ondas de radio, irradiar, o extenderse, en todas las direcciones desde un objeto. Estas olas pueden viajar a través del espacio de un objeto a otro sin ningún contacto entre el objetos, y puede viajar a través del vacío. La tremenda cantidad de energía calórica liberada por el sol alcanza la tierra por el proceso de radiación. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  31. Figure 9-7. Heat from the sun reaches the earth by radiation. Heat can transfer by radiation even through a vacuum. El calor del sol llega a la tierra por radiación. El calor puede transferirse por radiación incluso a través del vacío. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  32. Figure 9-8. The temperature scales. Escalas de temperatura INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  33. Figure 9-9. A chemical oxygen generator with a simple rebreather-bag-type mask. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  34. Figure 9-10. A typical continuous-flow oxygen system. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  35. Figure 9-11. Passenger oxygen mask. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  36. Figure 9-12. A typical demand-type oxygen system. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  37. Figure 9-13. Typical oxygen system for an executive jet airplane. The pilot and copilot use demand-type regulators and the passengers use a continuous-flow system. The passenger masks are enclosed in an overhead compartment and will drop down automatically in the event of a cabin depressurization. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  38. Figure 9-14. A typical diluter-demand oxygen regulator. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  39. Figure 9-15. The operational schematic of a diluter-demand oxygen regulator. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  40. Figure 9-16. A typical gaseous oxygen servicing trailer. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  41. Figure 9-17. Pressure-temperature chart for filling an oxygen cylinder. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755 © 2009 Aviation Supplies & Academics, Inc. All Rights Reserved. Aviation Maintenance Technician Series: Airframe Volume 2: Systems

  42. Figure 9-18. Pressurization system for a reciprocating-engine-powered twin-engine airplane. Sistema de presurización para un avión bimotor con motor reciproco. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  43. Figure 9-19. Pressurization system of a turboprop airplane that uses compressor bleed air to drive a flow multiplier. Sistema de presurización de un avión turbohélice que utiliza aire de purga del compresor para impulsar un multiplicador de flujo. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  44. Figure 9-20. A jet pump flow multiplier increases the air available for cabin pressurization. Una bomba de chorro multiplicador de flujo que aumenta el aire disponible para la presurización de la cabina INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  45. Figure 9-21. Typical cabin pressurization controller. Típico Controlador de presurización de cabina. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  46. Figure 9-22. Typical instruments used with a cabin pressurization system. Instrumentos típicos utilizados en un sistema de presurización de cabina. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  47. Figure 9-23. A typical cabin pressure regulator. Típico regulador de presión de cabina INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  48. Figure 9-24. A shroud around part of the exhaust system serves as a source of heat for some of the smaller aircraft cabins. Una sección envolvente (shroud) alrededor de una parte del sistema de escape sirve como fuente de calor para algunas de las cabinas de aviones más pequeñas. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  49. Figure 9-25. A typical combustion heater schematic. Un esquema de calentador de combustión típico. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

  50. Figure 9-26. Air conditioning system for a twin-engine jet transport airplane. Sistema de aire acondicionado para un avión de transporte bimotor. INSTRUCTOR MANUAL Material Only For Instruction Instructor`s Name Leonardo Mesa IET 1755

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