真空系統動態抽速模型

劉順亮

【摘 要】環控試驗室中的環境艙模擬高空壓力，除穩態試驗外，也需要模擬飛機從地面-爬升-巡航-下降-落地整個階段的壓力動態變化，所以需要根據環境艙的容積、空調供氣的質量流量、壓力變化速率等要求，計算出當前真空機組所需要的抽速。

【關鍵詞】真空系統;空調供氣;動態抽速計算

中圖分類號： V216.8文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）26-0027-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.26.012

0 前言

環境艙是環控試驗室中必不可少的試驗設備，試驗件只有在真實環境下工作才能達到試驗目的，而飛機與其他交通工具最大的不同之處就在于壓力因子，高空的低壓低溫環境會影響設備的正常使用，壓力的變化也會對人的舒適性產生影響。因此復現低氣壓狀態，控制壓力變化率是模擬真實環境中必要條件。

1 真空系統

環控試驗室的真空系統由多臺真空泵組成（圖1），主要包括電磁閥、加熱器、溫度傳感器、真空規、真空泵、防反閥等組成。真空系統上游接試驗室已有環境艙、下游經過消音處理的廢氣管道排出室外。

本真空系統使用的真空泵由于無法在低溫情況下工作，所以在環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發生故障。

真空系統的整體抽速通過調節真空泵前的氣動調節蝶閥和控制變頻真空泵的頻率實現抽速實時調節。

2 動態抽速模型

2.1 試驗抽速要求

根據試驗要求，環境艙容積1884m3，艙內供氣5000kg/h，要求艙內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，環境壓力從標準大氣壓101.325kPa到19kPa。

分析以上試驗要求，與一般真空系統工業廠家不同，模擬環境壓力需要在抽真空的同時不斷對艙內進行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 抽速模型計算

從上述兩個公式可計算，當前實際所需抽速是爬升速率所需的抽速與環境艙進氣的質量流量體積膨脹后的體積流量的綜合。

因此根據上述公式，結合實際工況進行計算，建立了高度、壓力、抽速的設計模型，計算模型見表1。

根據抽氣模型，計算出的瞬間總抽速的最大值是真空系統最大抽速能力的依據。

3 結語

真空系統在環控系統中是必不可少的。在設計真空系統前，必須要吃透項目需求，對于極限真空度，抽空容積、速率、溫度等因素進行全面分析，結合實際情況，計算出最大抽速，對項目中期的真空泵選型有著極大意義

【參考文獻】

[1]真空裝置/談治信，徐玉江編著.北京：化學工業出版社，2015.12.