CN111914346A - 一种模拟泄漏量的计算方法 - Google Patents

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晏涛
陈维建
何泳
任杰
马赛强
陈齐林
周君慧
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Abstract

本发明公开了一种模拟泄漏量的计算方法，包括以下步骤：将毛细管的一端***模拟腔体内，另一端延伸在模拟腔体的外部，通过进口向模拟腔体内充入压力气体；b．根据毛细管的质量流量计算泄漏时需要的毛细管长度。通过毛细管控制泄漏阻力，在模拟件腔壁打孔后***毛细管，通过调整毛细管的长度来调整流动阻力，把控制局部流动损失转换为控制沿程损失，模拟计算微小泄漏量，能够以较高精度模拟微小泄漏量，有效降低微泄漏设备地面性能试验的试验成本和试验难度。

Description

一种模拟泄漏量的计算方法
技术领域
本发明属于航空气压监测技术领域，尤其涉及一种模拟泄漏量的计算方法。
背景技术
飞机在高空飞行时由于存在内外压差，未完全密封的管路或设备会产生泄漏现象，如雷达波导等，雷达波导与雷达连接，用于电磁波的传导，在高空飞行时由于雷达波导不具有密封性，雷达波导存在微小泄漏(0.8～2g/h)，波导内气压会逐渐降低到环境压力，压力的降低会影响波导内电磁波的传导，并可能会导致波导打火，损坏雷达，因此设计了增压***对波导进行增压，为验证增压***的性能，需进行地面性能模拟试验。
但是由于飞机设备大多昂贵，或由于体积数量庞大等原因(如整个管路***)，采用存在微小泄漏的真实设备进行地面性能试验，试验场地要求高、成本昂贵。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提出了一种模拟泄漏量的计算方法，能够以较高精度模拟微小泄漏量，有效降低微泄漏设备地面性能试验的试验成本和试验难度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。
一种模拟泄漏量的计算方法，其特征在于:包括以下步骤：
a.将毛细管的一端***模拟腔体内，另一端延伸在模拟腔体的外部，通过进口向模拟腔体内充入压力气体；
b.根据毛细管的质量流量计算泄漏时需要的毛细管长度，公式如下：
Figure BDA0002542698460000011
其中，P1、P2为毛细管两端口的压力(pa)；ρ为流量密度(kg/m3)；μ为动力粘性系数(pa·s)；l为毛细管长度(m)；r为毛细管半径(m)，Qm为设定的泄漏量速率；
c.设定dx为毛细管上任意长度(m)，其两端压差为dp＝p1-p2,由公式(一)得如下公式：
Figure BDA0002542698460000012
d.由气体状态公式P＝ρRT得到如下公式：
Figure BDA0002542698460000021
其中，R为摩尔气体常数287J/kg·K，由公式(三)得到如下公式：
Figure BDA0002542698460000022
其中，D为毛细管直径，即D＝2r；T为压力气体的温度，由公式(四)计算出泄漏时需要毛细管的长度l。
所述泄漏量速率Qm的计算步骤如下：
S1.气体状态方程公式如下：
PV＝mrT (五)
其中，r＝R/M,R为气体常数，M为气体摩尔质量；
S2.计算泄漏量速率Qm公式如下；
Figure BDA0002542698460000023
其中V为毛细管内压力气体流动速度。
所述毛线长度进行重新标定，计算公式如下：
由公式(四)和(六)得：
Figure BDA0002542698460000024
所述模拟腔体上安装有压力传感器。
采用本发明的优点在于。
1.通过毛细管控制泄漏阻力，在模拟件腔壁打孔后***毛细管，通过调整毛细管的长度来调整流动阻力，把控制局部流动损失转换为控制沿程损失，模拟计算微小泄漏量，能够以较高精度模拟微小泄漏量，有效降低微泄漏设备地面性能试验的试验成本和试验难度。
2.通过调整毛细管长度至计算值，将设备放入模拟工作环境中，测量模拟件内压力及毛细管出口压力，根据压降法对毛细管阻力系数进行修正，重新标定长度，使实际泄漏量与假定泄漏量误差达到精度要求。
3.通过压力传感器能够监测模拟腔体内的压力气体的气压，毛细管***模拟腔体内，进口用于向腔体内充气，压力传感器测量腔体内压力并将压力信号发送至计算机。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明，其中。
图1为本发明的结构示意图。
图中标记：1、毛细管，2、模拟腔体，3、进口，4、压力传感器。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种模拟泄漏量的计算方法，包括以下步骤：
a.将毛细管1的一端***模拟腔体2内，另一端延伸在模拟腔体2的外部，通过进口3向模拟腔体2内充入压力气体；
b.根据毛细管的质量流量计算泄漏时需要的毛细管长度，公式如下：
Figure BDA0002542698460000031
其中，P1、P2为毛细管两端口的压力(pa)；ρ为流量密度(kg/m3)；μ为动力粘性系数(pa·s)；l为毛细管长度(m)；r为毛细管半径(m)，Qm为设定的泄漏量速率；
c.设定dx为毛细管上任意长度(m)，其两端压差为dp＝p1-p2,由公式(一)得如下公式：
Figure BDA0002542698460000032
d.由气体状态公式P＝ρRT得到如下公式：
Figure BDA0002542698460000033
其中，R为摩尔气体常数287J/kg·K，由公式(三)得到如下公式：
Figure BDA0002542698460000034
其中，D为毛细管直径，即D＝2r；T为压力气体的温度，由公式(四)计算出泄漏时需要毛细管的长度l。
所述泄漏量速率Qm的计算步骤如下：
S1.气体状态方程公式如下：
PV＝mrT (五)
其中，r＝R/M,R为气体常数，M为气体摩尔质量；
S2.计算泄漏量速率Qm公式如下；
Figure BDA0002542698460000035
其中V为毛细管内压力气体流动速度。
所述毛线长度进行重新标定，计算公式如下：
由公式(四)和(六)得：
Figure BDA0002542698460000041
所述模拟腔体2上安装有压力传感器4。
通过毛细管1控制泄漏阻力，在模拟件腔壁打孔后***毛细管，通过调整毛细管1的长度来调整流动阻力，把控制局部流动损失转换为控制沿程损失，模拟计算微小泄漏量，能够以较高精度模拟微小泄漏量，有效降低微泄漏设备地面性能试验的试验成本和试验难度。
通过调整毛细管1长度至计算值，将设备放入模拟工作环境中，测量模拟件内压力及毛细管出口压力，根据压降法对毛细管阻力系数进行修正，重新标定长度，使实际泄漏量与假定泄漏量误差达到精度要求。
通过压力传感器能够监测模拟腔体2内的压力气体的气压，毛细管***模拟腔体2内，进口用于向腔体内充气，压力传感器4测量腔体2内压力并将压力信号发送至计算机。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种模拟泄漏量的计算方法，其特征在于:包括以下步骤：
a.将毛细管(1)的一端***模拟腔体(2)内，另一端延伸在模拟腔体(2)的外部，通过进口(3)向模拟腔体(2)内充入压力气体；
b.根据毛细管的质量流量计算泄漏时需要的毛细管长度，公式如下：
Figure FDA0002542698450000011
其中，P1、P2为毛细管两端口的压力(pa)；ρ为流量密度(kg/m3)；μ为动力粘性系数(pa·s)；l为毛细管长度(m)；r为毛细管半径(m)，Qm为设定的泄漏量速率；
c.设定dx为毛细管上任意长度(m)，其两端压差为dp＝p1-p2,由公式(一)得如下公式：
Figure FDA0002542698450000012
d由气体状态公式P＝ρRT得到如下公式：
Figure FDA0002542698450000013
其中，R为摩尔气体常数287J/kg·K，由公式(三)得到如下公式：
Figure FDA0002542698450000014
其中，D为毛细管直径，即D＝2r；T为压力气体的温度，由公式(四)计算出泄漏时需要毛细管的长度l。
2.根据权利要求1所述的一种模拟泄漏量的计算方法，其特征在于：所述泄漏量速率Qm的计算步骤如下：
S1.气体状态方程公式如下：
PV＝mrT (五)
其中，r＝R/M,R为气体常数，M为气体摩尔质量；
S2.计算泄漏量速率Qm公式如下；
Figure FDA0002542698450000015
其中V为毛细管内压力气体流动速度。
3.根据权利要求2所述的一种模拟泄漏量的计算方法，其特征在于：所述毛线长度进行重新标定，计算公式如下：
由公式(四)和(六)得：
Figure FDA0002542698450000021
4.根据权利要求1所述的一种模拟泄漏量的计算方法，其特征在于：所述模拟腔体(2)上安装有压力传感器(4)。
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