容器充氣時(shí)間計(jì)算公式quan教程文件

1、容器充氣時(shí)間計(jì)算公式 quan精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除真空容器充氣時(shí)間計(jì)算公式真空冷凍干燥結(jié)束時(shí)，需充氣取出工件。向真空容器內(nèi)充氣時(shí)間的計(jì)算，真空技術(shù)網(wǎng)曾經(jīng)給出了計(jì)算公式。作者在利用這些公式計(jì)算充氣時(shí)間時(shí)發(fā)現(xiàn)了不合理的現(xiàn)象：充氣過程開始慢、中間快、結(jié)束時(shí)慢，因此對(duì)這些公式的適用范圍產(chǎn)生了質(zhì)疑。本文從壅塞流的角度，認(rèn)為真空技術(shù)網(wǎng)提供的公式僅適用于亞音速充氣過程，并推導(dǎo)出了音速充氣與亞音速充氣時(shí)間的計(jì)算公式、簡易計(jì)算式，供大家參考、討論。壅塞流簡介當(dāng)通過閥孔向真空容器內(nèi)充氣時(shí)，給定氣源壓力為大氣壓，真空容器內(nèi) 真空度越高，流速越大 當(dāng)流速達(dá)到音速時(shí)，會(huì)產(chǎn)生壓力突變，流速不再隨真

2、空容器內(nèi)真空度的升高而增加，保持音速充氣。真空容器充氣時(shí)間計(jì)算研究表明，當(dāng)氣源壓力與真空容器內(nèi)壓力之比大于臨界壓力比時(shí)，充氣過程為音速充氣過程 ，反之則為亞音速充氣過程。對(duì)于空氣，臨界壓力比約為 1.9(1/0.525) o真空冷凍干燥過程結(jié)束時(shí)的充氣可視為氣源壓力為101325Pa,容器壓力為0.5Pa的充氣過程。壓比遠(yuǎn)大于臨界壓力比，因此,此充氣過程為先音速充氣，后亞音速充氣。容易證明，大氣壓下的空氣通過閥孔流入真空容器時(shí),不論真空容器內(nèi)的壓力如何改變，流動(dòng)狀態(tài)只能是 粘滯流。在粘滯流狀態(tài)下，氣體流經(jīng)小孔的流量為X I P 1Q3/式中A充氣閥孔截面積，m2Pa大氣壓力，PaP2真空容器內(nèi)

3、壓力,PaK絕熱指數(shù)，取k=1.4R氣體常數(shù),8.3143J/(K.mol)M氣體摩爾質(zhì)量，kg/molT氣體溫度，KQ 一流量，Pa.m3/s真空狀態(tài)下流量公式為Q = F(2)式中P容器壓力，PaV氣體體積，m3t時(shí)間，s音速充氣所需時(shí)間音速充氣時(shí)，充氣流量為定值，由式(2)知容器壓力與充氣時(shí)間成線性關(guān)系。因此可以很容易的推 導(dǎo)出音速充氣時(shí)間計(jì)算公式：式中t充氣時(shí)壓力由 P0上升到P所需時(shí)間，sP0真空容器充氣前初始?jí)毫?，PaP真空容器充氣后壓力，PaQc一音速狀態(tài)下流量，Pa.m3/s對(duì)于20 c的空氣，P0= 0.5Pa可得到簡易計(jì)算式：1 = 4.97308 X 10 s 0.5)(

4、4)A當(dāng)然式 成立的條件是 P/Pa < 0.525。(5)對(duì)于式(4),令P=0.525Pa,就得到音速充氣的總時(shí)間t = 0.002645 A亞音速充氣所需時(shí)間對(duì)于亞音速充氣過程，由式 可知，充氣流量與真空容器內(nèi)壓力有關(guān)，但某一時(shí)刻，流量可視為定值dt =Vdp(6)1s因此可用積分求取。式 （2）的微分形式可表示為：(8)兩邊定積分可求得亞音速充氣時(shí)間公式為A V k-1 RT IP. i y .P式中V真空容器容積，m3A充氣回路合成有效截面積，m2Pc臨界壓力，取0.525Pa由式可以彳4到20 C ,101325 Pa的空氣氣源亞音速充氣總時(shí)間t = 0,003743丫充氣總

5、時(shí)間 綜上所述，充氣時(shí)間是一個(gè)分段函數(shù)。對(duì)于 20C,101325Pa的空氣源，時(shí)間-壓力關(guān)系可表示為t = 4.973OSX1O-00.5) -0.525t = 09091 l旦WO.525真空容器從0.5Pa充氣到101325Pa的時(shí)間為(10)氣動(dòng)系統(tǒng)中向氣罐、氣缸、管路及其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)充氣或由其排氣所需的時(shí)間及溫度變化是正確利用氣動(dòng)技術(shù)的重要問題，計(jì)算較為煩瑣，在此只列其公式以便使用一、充氣溫度與時(shí)間計(jì)算1 .充氣時(shí)引起溫度變化，充氣后的溫度為:式中： 氣源溫度(K ) ; k 絕熱指數(shù);尹1、7n 容器的開始、結(jié)束內(nèi)壓(Pa)。2 .充氣時(shí)間= (1.285巴式中：必容器內(nèi)的初始?jí)毫?Pa); P* 氣源的壓力(Pa); 丁 一一充、放氣時(shí)間常數(shù)(s)o、放氣溫度與時(shí)間計(jì)算1 .放氣時(shí)引起溫度變化，放氣后的溫度為：石二石式中：聲11、巴容器的開始、結(jié)束內(nèi)壓(Pa)；回一一容器內(nèi)初始溫度(k