真空系统动态抽速模型

刘顺亮

【摘 要】环控试验室中的环境舱模拟高空压力，除稳态试验外，也需要模拟飞机从地面-爬升-巡航-下降-落地整个阶段的压力动态变化，所以需要根据环境舱的容积、空调供气的质量流量、压力变化速率等要求，计算出当前真空机组所需要的抽速。

【关键词】真空系统;空调供气;动态抽速计算

中图分类号： V216.8文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）26-0027-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.26.012

0 前言

环境舱是环控试验室中必不可少的试验设备，试验件只有在真实环境下工作才能达到试验目的，而飞机与其他交通工具最大的不同之处就在于压力因子，高空的低压低温环境会影响设备的正常使用，压力的变化也会对人的舒适性产生影响。因此复现低气压状态，控制压力变化率是模拟真实环境中必要条件。

1 真空系统

环控试验室的真空系统由多台真空泵组成（图1），主要包括电磁阀、加热器、温度传感器、真空规、真空泵、防反阀等组成。真空系统上游接试验室已有环境舱、下游经过消音处理的废气管道排出室外。

本真空系统使用的真空泵由于无法在低温情况下工作，所以在环境舱种模拟低温低压工况下，必须在真空泵上游加装管道加热器，避免真空泵在抽取低温空气时发生故障。

真空系统的整体抽速通过调节真空泵前的气动调节蝶阀和控制变频真空泵的频率实现抽速实时调节。

2 动态抽速模型

2.1 試验抽速要求

根据试验要求，环境舱容积1884m3，舱内供气5000kg/h，要求舱内压力能模拟从地面到高空12000m高度范围，以0～30m/s变化速率爬升或下降，环境压力从标准大气压101.325kPa到19kPa。

分析以上试验要求，与一般真空系统工业厂家不同，模拟环境压力需要在抽真空的同时不断对舱内进行5000kg/h的供气，并按要求模拟指定的爬升速率和下降速率。

2.2 抽速模型计算

从上述两个公式可计算，当前实际所需抽速是爬升速率所需的抽速与环境舱进气的质量流量体积膨胀后的体积流量的综合。

因此根据上述公式，结合实际工况进行计算，建立了高度、压力、抽速的设计模型，计算模型见表1。

根据抽气模型，计算出的瞬间总抽速的最大值是真空系统最大抽速能力的依据。

3 结语

真空系统在环控系统中是必不可少的。在设计真空系统前，必须要吃透项目需求，对于极限真空度，抽空容积、速率、温度等因素进行全面分析，结合实际情况，计算出最大抽速，对项目中期的真空泵选型有着极大意义

【参考文献】

[1]真空装置/谈治信，徐玉江编著.北京：化学工业出版社，2015.12.