真空容器充氣時(shí)間計(jì)算實(shí)例

      根據(jù)文獻(xiàn)徐樹深.真空容器充氣時(shí)間計(jì)算[J].真空,2000(2):10-12.和夏正勛.向真空室內(nèi)充氣時(shí)間的計(jì)算[J].真空,1982(04):31-33.的充氣時(shí)間計(jì)算公式為:

     對(duì)于20℃空氣氣源的簡(jiǎn)易計(jì)算公式為:

      這里以伊馬愛德華生產(chǎn)的25m2的Lyofast凍干機(jī)為例進(jìn)行計(jì)算比較。這里: V=11.93 m3, 。計(jì)算結(jié)果見圖1、圖2。為方便表達(dá),將文獻(xiàn)[1],[2]的計(jì)算方法簡(jiǎn)稱為未考慮壅塞流, 本文推導(dǎo)的計(jì)算方法簡(jiǎn)稱為考慮壅塞流。

圖1 充氣過程壓力-時(shí)間曲線

圖2 充氣過程壓力上升1cmHg所需時(shí)間

       由圖2可知,兩種計(jì)算方法在充氣后半部分(真空容器壓力大于臨界壓力)充氣速率幾乎相等。而剛開始充氣時(shí)相差較大。當(dāng)未考慮壅塞流時(shí),剛開始充氣時(shí)壓力每上升1333.22Pa充氣時(shí)間超過200s,隨后逐步縮短到10s左右,這顯然不符合常理。從而證明了本文計(jì)算公式的合理性。

       由圖1可知,未考慮壅塞流,總充氣時(shí)間為1400s左右,而考慮壅塞流時(shí),總充氣時(shí)間為1000s左右。實(shí)際測(cè)試的充氣時(shí)間為1200s左右。這可能是由下列原因引起的:

     (1) 假定充氣過程為絕熱充氣。實(shí)際充氣過程是一個(gè)多變過程,這樣絕熱指數(shù)k就變成了多變指數(shù)。

     (2) 假定氣源溫度與容器溫度相等。當(dāng)容器溫度低于氣源溫度時(shí),充氣時(shí)間稍長(zhǎng);當(dāng)容器溫度高于氣源溫度時(shí),充氣時(shí)間稍短。

    (3) 實(shí)際充氣過程管路較長(zhǎng)、閥門、彎頭較多,在計(jì)算合成有效截面積A時(shí)可能存在誤差。