真空系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抽速模型

劉順亮

【摘 要】環(huán)控試驗(yàn)室中的環(huán)境艙模擬高空壓力，除穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)外，也需要模擬飛機(jī)從地面-爬升-巡航-下降-落地整個(gè)階段的壓力動(dòng)態(tài)變化，所以需要根據(jù)環(huán)境艙的容積、空調(diào)供氣的質(zhì)量流量、壓力變化速率等要求，計(jì)算出當(dāng)前真空機(jī)組所需要的抽速。

【關(guān)鍵詞】真空系統(tǒng);空調(diào)供氣;動(dòng)態(tài)抽速計(jì)算

中圖分類號(hào)： V216.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）26-0027-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.26.012

0 前言

環(huán)境艙是環(huán)控試驗(yàn)室中必不可少的試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)件只有在真實(shí)環(huán)境下工作才能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康模w機(jī)與其他交通工具最大的不同之處就在于壓力因子，高空的低壓低溫環(huán)境會(huì)影響設(shè)備的正常使用，壓力的變化也會(huì)對(duì)人的舒適性產(chǎn)生影響。因此復(fù)現(xiàn)低氣壓狀態(tài)，控制壓力變化率是模擬真實(shí)環(huán)境中必要條件。

1 真空系統(tǒng)

環(huán)控試驗(yàn)室的真空系統(tǒng)由多臺(tái)真空泵組成（圖1），主要包括電磁閥、加熱器、溫度傳感器、真空規(guī)、真空泵、防反閥等組成。真空系統(tǒng)上游接試驗(yàn)室已有環(huán)境艙、下游經(jīng)過(guò)消音處理的廢氣管道排出室外。

本真空系統(tǒng)使用的真空泵由于無(wú)法在低溫情況下工作，所以在環(huán)境艙種模擬低溫低壓工況下，必須在真空泵上游加裝管道加熱器，避免真空泵在抽取低溫空氣時(shí)發(fā)生故障。

真空系統(tǒng)的整體抽速通過(guò)調(diào)節(jié)真空泵前的氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥和控制變頻真空泵的頻率實(shí)現(xiàn)抽速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

2 動(dòng)態(tài)抽速模型

2.1 試驗(yàn)抽速要求

根據(jù)試驗(yàn)要求，環(huán)境艙容積1884m3，艙內(nèi)供氣5000kg/h，要求艙內(nèi)壓力能模擬從地面到高空12000m高度范圍，以0～30m/s變化速率爬升或下降，環(huán)境壓力從標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101.325kPa到19kPa。

分析以上試驗(yàn)要求，與一般真空系統(tǒng)工業(yè)廠家不同，模擬環(huán)境壓力需要在抽真空的同時(shí)不斷對(duì)艙內(nèi)進(jìn)行5000kg/h的供氣，并按要求模擬指定的爬升速率和下降速率。

2.2 抽速模型計(jì)算

從上述兩個(gè)公式可計(jì)算，當(dāng)前實(shí)際所需抽速是爬升速率所需的抽速與環(huán)境艙進(jìn)氣的質(zhì)量流量體積膨脹后的體積流量的綜合。

因此根據(jù)上述公式，結(jié)合實(shí)際工況進(jìn)行計(jì)算，建立了高度、壓力、抽速的設(shè)計(jì)模型，計(jì)算模型見表1。

根據(jù)抽氣模型，計(jì)算出的瞬間總抽速的最大值是真空系統(tǒng)最大抽速能力的依據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

真空系統(tǒng)在環(huán)控系統(tǒng)中是必不可少的。在設(shè)計(jì)真空系統(tǒng)前，必須要吃透項(xiàng)目需求，對(duì)于極限真空度，抽空容積、速率、溫度等因素進(jìn)行全面分析，結(jié)合實(shí)際情況，計(jì)算出最大抽速，對(duì)項(xiàng)目中期的真空泵選型有著極大意義

【參考文獻(xiàn)】

[1]真空裝置/談治信，徐玉江編著.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.12.