O conforto térmico e a dispersão e remoção de partículas em cabine de aeronave são função, fundamentalmente, do seu sistema de ventilação e distribuição de ar. Juntamente com a análise da influência do sistema de ventilação por mistura (MV), atualmente utilizado em aviões comerciais, no presente trabalho são propostos e analisados dois novos sistemas, o sistema de distribuição de ar pelo piso (UFAD) e o sistema de ventilação por deslocamento (DV). A análise experimental de condições de desconforto térmico local e de dispersão e remoção de partículas expiratórias foi realizada em um mock-up de uma aeronave comercial com 12 assentos, com 4 assentos por fileira. Os resultados mostram forte influência da temperatura do ar insuflado na cabine, de 18 °C e 22 °C, do ponto de geração de partículas na cabine, em assento junto à fuselagem e junto ao corredor, e da faixa de tamanhos de partículas, principalmente nas faixas de 2,0 a 3,0 µm e de 3,0 a 5,0 µm, de maior interesse no presente trabalho. Por fim, os resultados mostram que o sistema UFAD apresentou o melhor desempenho, tanto quanto ao desconforto térmico devido a correntes de ar, com valores abaixo de 20 % preconizado pelas normas ISO 7730 (2005) e ASHRAE 55 (2013), quanto à menor dispersão de partículas e maior eficiência na remoção de partículas na região de respiração, com eficiência na remoção de partículas maior em até 18,8 % em relação ao sistema DV e em até 41,6 % em relação ao sistema MV. O sistema DV apresentou resultados intermediários com relação ao desconforto térmico local, com pior resultado na região dos pés com média do desconforto térmico local de 22,7 % e muito boa eficiência na remoção de partículas em relação ao sistema convencional MV maior em até 32,0 %. O sistema MV apresentou as piores condições com relação ao desconforto térmico para a região da cabeça e dos pés, com média de pessoas insatisfeitas de até 25,7 %. O sistema MV também apresentou as piores condições com relação à eficiência de remoção de partículas com a maior quantidade total de partículas na região de respiração ao longo da aeronave. / Thermal comfort and particles dispersion and removal in an aircraft cabin depend, essentially, on its ventilation and air distribution system. Together with the analysis of the influence of the mixing ventilation system (MV), used in commercial aircrafts, in the present work two new systems are proposed and analyzed, the underfloor air distribution system (UFAD) and the displacement ventilation system (DV). Experimental analysis of local thermal discomfort conditions and dispersion and removal of expiratory particles was performed in a mock-up of a commercial 12 seat aircraft with 4 seats per row. The results show a strong influence of the temperature ot the air inflated into the cabin, of 18°C and 22°C, of the point of generation of particles in the cabin, at the seat next to the fuselage and near the corridor, and of the particle size range, mainly in the bands of 2.0 to 3.0 µm and 3.0 to 5.0 µm, of greater interest in the present study. Finally, the results show that the UFAD system presented the best performance, as well as the thermal discomfort due to drafts, with values below 20% recommended by ISO 7730 (2005) and ASHRAE 55 (2013), as well as the lower dispersion of particles and greater efficiency in the removal of particles in the respiratory region, with particle removal 18.8% in relation to the DV system and by up to 41.6% in relation to the MV system. The DV system presented intermediate results in relation to the local thermal discomfort, with worse results in the feet region with a mean of the local thermal discomfort of 22.7% and very good particle removal efficiency in relation to the conventional MV system of up to 32, 0%. The MV system presented the worst conditions in relation to the thermal discomfort for the head and feet region, with an unsatisfied average of up to 25.7%. The MV system also presented the worst conditions with respect to the removal efficiency of particles with the highest total amount of particles in the breathing region along the aircraft.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-14122018-080257 |
| Date | 21 September 2018 |
| Creators | Douglas Fabichak Junior |
| Contributors | Arlindo Tribess, Cyro Albuquerque Neto, Cláudia Regina de Andrade, Maurício Silva Ferreira, Henor Artur de Souza |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Mecânica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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