專利名稱：一種多支路小流量分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通風(fēng)、供風(fēng)技術(shù)，涉及多支路小流量分配。
背景技術(shù)：
在進行飛機座艙通風(fēng)、航電設(shè)備通風(fēng)、大飛機乘員供氧、高原鐵路客車乘員供氧、 客車空調(diào)供風(fēng)時，均需要進行流量分配。流量分配的目的是讓各通風(fēng)支路的流量達到實際 需要或設(shè)計要求。傳統(tǒng)的流量分配方法是根據(jù)流量連續(xù)性原理，通過疊代法調(diào)節(jié)系統(tǒng)各通風(fēng)支路限 流環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)，這種方法每一支路都需要用流量計或壓力傳感器來測定各支路的流量或流 阻，并且各支路的限流環(huán)要逐一進行調(diào)節(jié)，有時還會進行多次反復(fù)。所以對于多支路流量分 配，如果采用這種方法，不但成本高、周期長，而且流量分配誤差大、結(jié)果難以評判。例如在某型飛機乘員供氧流量分配試驗中，最多要進行75路乘員供氧試驗。如果 采用傳統(tǒng)的方法進行流量分配，各支路的流量測量有兩種方法一種是采用流量計對各支 路流量進行測量；一種是采用流阻計算法，即先對支路限流環(huán)進行流阻特性試驗，然后根據(jù) 流阻曲線方程計算出每一支路的流量。某型飛機的供氧管路很長，但要求每個乘員吸入的氧氣流量基本相同。飛機上供 氧面罩要定期清潔、消毒，所以必須具有互換性，也就是所有面罩插頭的限流孔尺寸是相同 的。面罩的實際流阻很小，面罩插頭的限流孔尺寸未知，需要試驗來確定。試驗中發(fā)現(xiàn)，同 一規(guī)格的面罩插頭，其流阻特性差別很大，經(jīng)分析測量，是限流孔加工誤差造成。所以，特定 限流孔面罩插頭的流阻曲線方程不能通用，也就是每個面罩插頭都要進行流阻特性試驗， 這樣，第二種測量方法將使試驗周期變得非常漫長。如果采用第一種測量方法，不但試驗成 本高，試驗結(jié)果將無法分析，因為各支路的流量差異不知是壓力分布不均勻造成還是限流 孔和流量計本身的誤差所造成。為了克服傳統(tǒng)流量分配方法的缺陷，減少測量設(shè)備帶來的成本和誤差，本發(fā)明采 用壓力均勻分布進行多支路流量分配，因為對于不同節(jié)流裝置，只要這些裝置是幾何相似、 并且在相同雷諾數(shù)的條件下，則流出系數(shù)的值是相同的(參見GB2624-93)，而雷諾數(shù)相同 的條件就是供氧管路內(nèi)壓力相同，各支路出口等壓差。假設(shè)同一型號的面罩插頭限流孔完 全相同，只要供氧管路內(nèi)壓力分布均勻，則各支路出口流量就應(yīng)該相同(至于限流孔的加 工誤差，只能靠改變加工工藝來消除)。這樣，僅對總管路流量進行測量，統(tǒng)一調(diào)整各支路限流環(huán)的尺寸，使系統(tǒng)管路壓力 分布均勻，從而達到多支路流量分配的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對多支路小流量分配，簡化測試，節(jié)約成本，減少誤差。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種多支路小流量分配方法，采用壓力均勻分布進行多支 路流量分配，步驟包括限流環(huán)內(nèi)徑初步計算、限流環(huán)加工、通風(fēng)管路加工、安裝限流環(huán)、測
3試點分布、供風(fēng)測試、調(diào)整限流環(huán)、確定限流環(huán)等，其特征是僅對總管路流量進行測量，統(tǒng)一 調(diào)整各支路限流環(huán)的尺寸，使系統(tǒng)管路壓力分布均勻，從而達到多支路小流量分配的要求。

限流環(huán)，3)通風(fēng)管路加工按照實際應(yīng)用加工通風(fēng)總管路，通風(fēng)總管路內(nèi)徑不得小于最大 限流環(huán)尺寸的5倍；4)安裝限流環(huán)將尺寸最大的一組限流環(huán)安裝在各通風(fēng)支路的出口，安裝方式以 不漏氣為原則，可以采用夾具，也可能作成卡套安裝；5)測試點分布流量測量點設(shè)置在總管路入口處；壓力測量點設(shè)置在總管路入口 (其處壓力為P1)和系統(tǒng)管路的最末端(其處壓力為P2)，也可以根據(jù)實際情況在管路中間 具有特殊形狀位置處增加壓力測量點；6)供風(fēng)測試向系統(tǒng)管路供風(fēng)，通過流量計和壓力傳感器，測量各測試點的流量 和壓力，并通過計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)顯示、記錄各測試點的數(shù)值；調(diào)整供風(fēng)流量為各通風(fēng)支 路流量的總和，觀察各測壓點的壓力值，如果壓力分布均勻即可結(jié)束測試；7)調(diào)整限流環(huán)如果壓力分布不均勻，則更換內(nèi)徑較小的一組限流環(huán)再進行第6 步操作，直到壓力分布均勻為止；8)確定限流環(huán)在供風(fēng)測試中，使管路壓力均勻分布的一組限流即為系統(tǒng)各通風(fēng) 支路的最終限流環(huán)，將該組限流環(huán)固定安裝在各通風(fēng)支路的出口。本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果是本發(fā)明采用壓力均勻分布進行多支路流量分 配，降低了試驗成本，簡化了測試方法，提高了試驗結(jié)果的可信度。


圖1為多支路小流量分配示意圖；圖2為75路乘員供氧流量分配原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。
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具體步驟包括
1)限流環(huán)內(nèi)徑初步計算
根據(jù)臨界流方程:qm = ^^ 推導(dǎo)出常溫下以空氣為流體介質(zhì)的公式
式中d——限流環(huán)內(nèi)徑，mm
Qffl——通風(fēng)支路所需質(zhì)量流量，kg/s
C——流量系數(shù)(C的初始值設(shè)定為1)
C *—臨界流函數(shù)(根據(jù)工況溫度和壓力查臨界流函數(shù)表)
P——管路內(nèi)絕對壓力，Pa
2)限流環(huán)加工按照限流環(huán)的計算尺寸及上下浮動約1/5后的尺寸加工3 5組
本發(fā)明應(yīng)用范圍進行多支路微小流量的測量，多支路小流分配試驗，前提是管路 壓力分布均勻。例如某型飛機乘員供氧流量分配試驗方法，采用壓力均勻分布進行多支路流量 分配，其步驟1)限流環(huán)內(nèi)徑初步計算已知條件各支路供氧量要求4. 71/min, 4. 71/min = 0. 34kg/h ；各支路供氧量為4. 71/min時，管路壓力在260kPa 370kPa范圍，因限流環(huán)是從 大到小調(diào)節(jié)，管路壓力會從低到高。所以計算時管路壓力用260kPa。
0037] 2)限流環(huán)加工按照限流環(huán)的計算尺寸上下浮動后加工3組面罩插頭，限流孔內(nèi) 徑分別為 Φ0. 6、Φ0. 5、Φ0. 4 ；3)通風(fēng)管路加工按照飛機上實際管路加工試驗管路，總管路內(nèi)徑Φ8，滿足大于 最大限流環(huán)尺寸5倍的要求；4)安裝限流環(huán)將Φ0. 6限流孔面罩插頭安裝在各通風(fēng)支路的出口 ；5)測試點分布測試點的分布見圖2，流量測量點設(shè)置在總管路入口處；壓力測量 點設(shè)置在總管路入口(其處壓力為P1)和系統(tǒng)管路的末端(其處壓力分別為p2、p3、p4、p5)。6)供風(fēng)測試從氣源向系統(tǒng)管路供風(fēng)，通過流量計和壓力傳感器，測量各測試點 的流量和壓力，并通過計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)顯示、記錄各測試點的數(shù)值。調(diào)整供風(fēng)流量為 0. 34X75 = 25. 463kg/h，觀察各測壓點的壓力值；7)調(diào)整限流環(huán)更換Φ0. 5限流孔面罩插頭和Φ0. 4限流孔面罩插頭，重復(fù)第6步 試驗；8)確定限流環(huán)分析三種規(guī)格限流孔面罩插頭的試驗數(shù)據(jù)，確定Φ0. 4限流孔面 罩插頭為某型飛機乘員供氧系統(tǒng)所用面罩插頭。
權(quán)利要求
一種多支路小流量分配方法，采用壓力均勻分布進行多支路流量分配，步驟包括限流環(huán)內(nèi)徑初步計算、限流環(huán)加工、通風(fēng)管路加工、安裝限流環(huán)、測試點分布、供風(fēng)測試、調(diào)整限流環(huán)、確定限流環(huán)等，其特征是僅對總管路流量進行測量，統(tǒng)一調(diào)整各支路限流環(huán)的尺寸，使系統(tǒng)管路壓力分布均勻，從而達到多支路小流量分配的要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多支路小流量分配方法，其特征是，具體步驟包括1)限流環(huán) 內(nèi)徑初步計算 根據(jù)臨界流方程 推導(dǎo)出常溫下以空氣為流體介質(zhì)的公式 式中d——限流環(huán)內(nèi)徑，mmQffl——通風(fēng)支路所需質(zhì)量流量，kg/sC——流量系數(shù)(C的初始值設(shè)定為1)C*—臨界流函數(shù)(根據(jù)工況溫度和壓力查臨界流函數(shù)表)P——管路內(nèi)絕對壓力，Pa2)限流環(huán)加工按照限流環(huán)的計算尺寸及上下浮動約1/5后的尺寸加工3 5組限流環(huán)；3)通風(fēng)管路加工按照實際應(yīng)用加工通風(fēng)總管路，通風(fēng)總管路內(nèi)徑不得小于最大限流 環(huán)尺寸的5倍；4)安裝限流環(huán)將尺寸最大的一組限流環(huán)安裝在各通風(fēng)支路的出口，安裝方式以不漏 氣為原則，可以采用夾具，也可能作成卡套安裝；5)測試點分布流量測量點設(shè)置在總管路入口處；壓力測量點設(shè)置在總管路入口和系 統(tǒng)管路的最末端，也可以根據(jù)實際情況在管路中間具有特殊形狀位置處增加壓力測量點；6)供風(fēng)測試向系統(tǒng)管路供風(fēng)，通過流量計和壓力傳感器，測量各測試點的流量和壓 力，并通過計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)顯示、記錄各測試點的數(shù)值；調(diào)整供風(fēng)流量為各通風(fēng)支路流 量的總和，觀察各測壓點的壓力值，如果壓力分布均勻即可結(jié)束測試；7)調(diào)整限流環(huán)如果壓力分布不均勻，則更換內(nèi)徑較小的一組限流環(huán)再進行第6步操 作，直到壓力分布均勻為止；8)確定限流環(huán)在供風(fēng)測試中，使管路壓力均勻分布的一組限流環(huán)即為系統(tǒng)各通風(fēng)支 路的最終限流環(huán)，將該組限流環(huán)固定安裝在各通風(fēng)支路的出口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多支路小流量分配方法，采用壓力均勻分布進行多支路流量分配，步驟包括限流環(huán)內(nèi)徑初步計算、限流環(huán)加工、通風(fēng)管路加工、安裝限流環(huán)、測試點分布、供風(fēng)測試、調(diào)整限流環(huán)、確定限流環(huán)等，其特征是僅對總管路流量進行測量，統(tǒng)一調(diào)整各支路限流環(huán)的尺寸，使系統(tǒng)管路壓力分布均勻，從而達到多支路小流量分配的要求。本發(fā)明降低了多支路小流量分配的試驗成本，簡化了測試方法，提高了試驗結(jié)果的可信度。
文檔編號F17D1/04GK101893164SQ201010229069
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者卜雪妮, 周慧紅, 王玲俠 申請人:中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設(shè)計研究所