气密检测系统温度影响研究

论文摘要

在现代工业生产和日常生活中,气密检测技术已成为保证产品质量、节约能源、保护环境中不可缺少的组成部分,而由于气体的特殊性质,使得温度对检测结果的影响很大。本文针对上述问题建立了气体直压和差压检测系统数学模型,并通过仿真和实验分析了环境温度等对系统检测结果的影响。首先,根据气体动力学和热力学理论建立了容腔泄漏过程的数学模型。通过数值仿真分析了气体直压检测和差压检测过程中环境温度对容腔内气体的压力、温度和容腔漏率的影响,结果表明:利用直压检测法进行正压检测过程中,升温时容腔漏率下降速度变慢,降温时容腔漏率下降速度变快。微泄漏情况下,容腔内气体温度恢复到环境温度之前,差压检测法检测漏率比容腔实际漏率大;气体温度恢复到环境温度后,通过差压检测法检测的漏率略小于容腔的实际漏率。容腔的容积、漏孔和检测压力越大,差压检测法的计算漏率与被测容腔的实际漏率偏差越大。其次,设计并建立了直压检测系统实验台,基于LabVIEW软件平台编制了系统控制软件,对常温、升温和降温过程中环境温度对直压检测结果的影响进行了实验研究,结果表明:在微泄漏过程中泄漏对容腔内气体的温度影响较小。正压检测过程中,容腔的漏率随容腔内气体压力的下降和温度的上升而减小;负压检测过程中,容腔的漏率随容腔内气体压力和温度的上升而减小。在容腔内外温差变化较小时,容腔的等效传热系数随容腔内气体温度的上升而下降,随容腔内气体温度的下降而升高。最后,提出了一种基于检测压力和传热系数的容腔漏率计算方法,对比一般直压检测法检测漏率分析了基于检测压力和传热系数的容腔漏率检测法的检测效果。检测结果表明:在容腔传热系数较小的情况下,基于检测压力和传热系数的容腔漏率检测法可以明显减小环境温度对检测结果的影响。本课题为深入研究温度对气密检测系统的影响奠定了良好的理论与实验基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 气密检测技术现状
• 1.2 气密检测过程中温度影响研究现状
• 1.3 课题来源、目的及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 2 气密检测系统数学建模与仿真分析
• 2.1 直压检测系统
• 2.2 差压检测系统
• 2.3 小结
• 3 气密检测系统温度影响实验研究
• 3.1 实验系统设计
• 3.2 容腔初始压力控制
• 3.3 正压检测过程中温度对容腔漏率的影响
• 3.4 负压检测过程中温度对容腔漏率的影响
• 3.5 小结
• 4 基于检测压力和传热系数的容腔漏率检测
• 4.1 检测原理
• 4.2 结果分析比较
• 4.3 小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表学术论文目录
• 附录2 实验台照片