O ar é retirado dos compressores e, em seguida, é resfriado pelo ar que sai da entrada de ar do aríete. Depois disso, é comprimido e resfriado novamente por uma turbina de expansão. Quando finalmente o ar é condensado, ele se mistura com o ar de sangria de derivação. O que é o desvio de ar de sangria?
Você quase tem a resposta na sua pergunta; o ar de sangria é quente, o ar comprimido é retirado dos compressores do motor. O ar de purga de derivação aqui refere-se a parte do ar que é purgado do motor, mas não direcionado pela máquina de ciclo de ar (pacote). Quando o ar sai da mochila, está realmente frio. O piloto possui um botão que combina o ar frio do pacote com o ar quente de derivação para ajustar a temperatura que passa pelo duto real; isso é semelhante à caixa do liquidificador em um carro.
Por exemplo, nesta imagem tirada de esta resposta na SE Aviation, o ar de sangria do motor entra no canto superior direito e você pode ver a linha de ar de sangria de desvio na parte superior do diagrama no tubo rotulado "ar quente".
Em resumo
Desvio de ar de sangria é uma fração do ar de sangria proveniente do compressor central. É assim nomeado porque não atravessa a máquina de ciclo de ar dos pacotes, assim como o ar de sangria regular.
Na figura a seguir, esse ar de sangria de bypass é identificado como aparar ar. Seu objetivo é misturar-se com o ar de sangria mais frio das embalagens para modular a temperatura nas diferentes zonas.
A mistura é feita pela unidade de mistura e distribuição (veja mais abaixo).
Uso de ar de compensação na família Airbus A320. (Fonte: A319 / A320 / A321 ECS Manual de Familiarização e Treinamento)
A Boeing abriu uma nova abordagem para o ar-condicionado e a pressurização usando ar de ar comprimido em vez de ar de sangria. A primeira aeronave com essa abordagem é o B787, isso requer compressores dedicados.
Detalhes
Os sistemas de ar condicionado e pressurização em grandes aviões são bastante semelhantes. Aqui está a imagem geral:
O ar condicionado e uma parte da pressurização são obtidos usando o sistema de controle ambiental (ECS)
Vazar ar, o ar de alta pressão retirado dos núcleos do motor e da APU está muito quente.
Ram air, o ar frio e de baixa pressão retirado da barriga da aeronave é usado para resfriar o ar de sangria nos trocadores de calor. Esse ar ram, que fica mais quente no processo, é rejeitado na atmosfera sem entrar na cabine. Um ventilador é usado para criar o fluxo de ar de aríete quando a aeronave está no chão.
Ar condicionado embalagens são principalmente máquinas de ciclo de ar (refrescantes) que recebem ar de sangria pré-resfriado e fornecem ar à temperatura ambiente. Geralmente, existem pacotes 2 ou 3 para redundância.
Alguns desvios de ar de sangria o ACM e pode ser usado posteriormente pela unidade de mistura.
O ar dos pacotes vai para a unidade de mistura e distribuição, cuja função é misturar o ar dos pacotes com o ar já na cabine e entregar o resultado em diferentes zonas da aeronave.
A unidade pode variar a temperatura de acordo com as zonas, misturando pacotes de saída de ar e desvio de ar de sangria. A unidade também mistura ar do suprimento terrestre quando no portão e os motores e a APU não estão funcionando.
O ar na cabine é recirculado por dois ou mais ventiladores, que o devolvem à unidade de mistura.
À medida que o ar é bombeado para dentro da aeronave pela unidade de mistura, o ar também sai da aeronave por um ou vários válvula (s) de saída. A quantidade exata de ar que sai da aeronave é controlada para que a pressão dentro da aeronave esteja no valor necessário.
Esse valor geralmente é expresso como altitude da cabine, é nessa altitude que encontraríamos essa pressão na atmosfera padrão. A pressão é de cerca de 1013 hPa ao nível do mar e diminui continuamente quando a altitude aumenta.
No entanto, o altitude da cabine não sobe tão alto quanto a aeronave porque haveria pressão insuficiente de oxigênio na cabine. A altitude da cabine é mantida proporcional à altitude da aeronave, mas geralmente o mínimo de pressão é um valor equivalente a 6,000 a 6,500 pés.
Todos esses elementos são acionados por controladores que podem ser monitorados e programados pela tripulação.
Vejamos o ECS do Airbus A320.
1. Localização dos elementos
(Quando não especificado, a fonte das imagens é a A319 / A320 / A321 ECS Manual de Familiarização e Treinamento)
2. Packs
Vista de um pacote com a entrada de ar ram triangular (a saída de ar ram foi removida):
O pacote inclui:
Dois trocadores de calor ar-ar: principal (MHX) e primário (PHX). O ar de impacto é usado como fluido do receptor de calor para ambos.
Um compressor centrífugo (COMP) e uma turbina (TURB). Eles compõem a máquina de ciclo de ar (ACM) que esfria e reduz a pressão do ar de sangria.
Um reaquecedor (RH), um condensador (COND) e um extrator de água (WE) para secar o ar de sangria.
3. Máquina de ciclo de ar
4. Operação de embalagem
Um pacote funciona da seguinte maneira:
O ar quente de alta pressão é direcionado para o PHX, que o resfria um pouco para que possa ser processado com mais eficiência pelo ACM.
O ar resfriado é enviado ao compressor. Aumentar a pressão permite extrair mais calor na próxima etapa. O ar fica muito quente novamente.
O ar quente comprimido é enviado para o MHX, que remove o máximo de calor possível, possivelmente abaixo da temperatura do ar de pressão, o que é ótimo enquanto está no chão.
O ar frio, que contém vapor de água, vai para um reaquecedor e um condensador para criar água líquida, a água é coletada pelo separador de água. Esta água é reinjetada no ar do aríete para resfriá-lo antes de ser usada nos trocadores.
Finalmente, o ar frio gira a turbina que extrai energia para acionar o compressor e um ventilador de ar comprimido. A perda de energia produz um ar frio de baixa pressão, que pode ser usado na cabine e no cockpit.
A temperatura exata e a umidade do ar fornecido pelo pacote são obtidas misturando o ar da turbina ACM, o ar mais frio do PHX e o ar mais quente desvio de ar de sangria levado a montante do MHX.
A extração de água é controlada ajustando a temperatura, da mesma maneira, do fluxo de ar que passa pelo condensador.
Desvio de ar de sangria também é entregue pelo pacote à unidade de mistura para aparar a temperatura da zona.
5. Extrator de água
A água coletada é reinjetada no fluxo de ar do aríete.
6. Temperatura e pressão do ar em cada etapa
FCV: válvula de controle de fluxo (entrada de ar de sangria)
Existem fases 4 em um motor de combustão interna, mesmo em uma turbina a gás: chupar, espremer, bang, golpe.
Suck: Air is sucked into the engine
Squeeze: The air is compressed by the turbine
Bang: The concentrated air is mixed with fuel and ignited.
Blow: The expanded gases from the ignited fuel push out the back of the jet
Vazar ar é retirado do motor após aperto mas depois estrondo
O Sistema de Controle Ambiental (ECS), que fornece ar para a cabine, geralmente usa ar de sangria dos motores na maioria das aeronaves. A figura abaixo mostra o sistema de ar de sangria do motor em um Boeing 767.
Imagem da Sistema de controle ambiental de aviões comerciais - Aspectos de engenharia da qualidade do ar da cabine de Elwood H. Hunt et. al, da Boeing
O principal suprimento de ar para o ECS geralmente vem do compressor, onde o ar é retirado de áreas de alta / baixa pressão. Estes são utilizados durante diferentes fases do voo.
Às vezes, o ar é retirado do ar de derivação dos motores para fins de resfriamento. À medida que o ar é comprimido no compressor, a temperatura do ar de sangria aumenta (especialmente a do estágio HP) e o ar de desvio é usado para resfriá-lo.
Essas respostas estão todas corretas, no entanto. Deve-se observar que existem tipos separados de ar de sangria de bypass 2 envolvidos neste sistema de ar condicionado. Há ar de desvio retirado logo abaixo da válvula de controle de fluxo na entrada do sistema de embalagem que vai direto para o ar de compensação para controle de temperatura da cabine. O outro ar de sangria de bypass está envolvido na prevenção do acúmulo de gelo no condensador / extrator de água. esse é o ar que flui através da válvula de derivação (BPV), ignorando o compressor e o trocador de calor principal para fornecer ar quente a jusante da turbina. A válvula abre com base na diferença de pressão devida.