工業(yè)中許多在真空環(huán)境下操作的快速過程,要求系統(tǒng)壓力相對大氣壓快速變化幾個數(shù)量級,此類系統(tǒng)常利用真空計讀數(shù)來監(jiān)測控制。因此,真空計對壓力快速變化的響應(yīng)時間是真空計制造商及研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。為研究真空計對壓力快速變化的動態(tài)響應(yīng)特性,蘭州空間技術(shù)物理研究所(Lanzhou Institute of Physics,LIP)研制了一種毫秒(millisecond,ms)量級快速動態(tài)真空校準(zhǔn)裝置,其工作原理為利用上游室內(nèi)約1 atm的氣體經(jīng)限流元件和快速開合超高真空插板閥以預(yù)計的方式膨脹向真空(10^-66 Pa量級)的下游室來近似工業(yè)生產(chǎn)中遇到的壓力快速變化過程。然而,膨脹過程中上、下游氣體流態(tài)在同一時刻通常不同且均隨時間演變,可能會表現(xiàn)出湍流、湍-粘滯過渡流、粘滯流、粘滯-分子流和分子流等不同流態(tài),而不同流態(tài)下管道流導(dǎo)的計算方法并不相同,且其值也不同,給計算限流組件對氣體的流導(dǎo)帶來了很大挑戰(zhàn)�？梢�,開展限流組件的稀薄氣體流動機(jī)理研究和理論分析具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值。本文以LIP開發(fā)的動態(tài)真空校準(zhǔn)裝置中的校準(zhǔn)系統(tǒng)為研究對象,開展了以下主要工作:(1)構(gòu)建了經(jīng)實(shí)際氣...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 動態(tài)真空校準(zhǔn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 稀薄氣體非穩(wěn)定流動與傳熱研究現(xiàn)狀
    1.3 目前研究存在的問題
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 毫秒量級快速動態(tài)真空校準(zhǔn)氣體膨脹過程理論分析
    2.1 動態(tài)真空標(biāo)準(zhǔn)
        2.1.1 動態(tài)真空校準(zhǔn)特點(diǎn)
        2.1.2 動態(tài)真空標(biāo)準(zhǔn)壓力建立方法
        2.1.3 動態(tài)真空校準(zhǔn)系統(tǒng)
    2.2 動態(tài)真空標(biāo)準(zhǔn)壓力理論模型
    2.3 實(shí)際氣體特性和溫度變化對標(biāo)準(zhǔn)壓力的影響
    2.4 快速開合超高真空插板閥閥板運(yùn)動模型
    2.5 氣體膨脹過程流態(tài)分析
        2.5.1 流態(tài)判據(jù)
        2.5.2 流態(tài)判別
        2.5.3 流態(tài)近似
    2.6 理論標(biāo)準(zhǔn)壓力計算
    2.7 本章小結(jié)
第3章 毫秒量級快速動態(tài)真空校準(zhǔn)氣體膨脹過程數(shù)值模擬
    3.1 快速動態(tài)真空校準(zhǔn)系統(tǒng)模型簡化
    3.2 快速動態(tài)真空校準(zhǔn)氣體膨脹過程數(shù)值模擬
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 控制方程
        3.2.3 初始條件及熱邊界條件
        3.2.4 求解器設(shè)置
    3.3 阻塞流下下游邊界壓力對上游氣體流動的影響
    3.4 模擬結(jié)果與分析
        3.4.1 上游室壓力場分布
        3.4.2 上游室速度場分布
        3.4.3 上游室溫度場分布
    3.5 實(shí)際氣體特性及溫度變化修正因子計算
    3.6 限流小孔流導(dǎo)計算
    3.7 本章小結(jié)
第4章 毫秒量級快速動態(tài)真空校準(zhǔn)氣體膨脹過程實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 快速動態(tài)真空校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)裝置
    4.2 實(shí)驗(yàn)步驟及校準(zhǔn)原理
    4.3 阻塞流流態(tài)下理論及模擬壓力驗(yàn)證
    4.4 快速反應(yīng)真空計響應(yīng)時間測定
    4.5 上游室壓力測量
    4.6 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 核心創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3819711