[发明专利]一种针栓环缝通道等效通径标注方法

说明书

本发明公开了解决了一种针栓环缝通道等效通径标注方法，如下：具有环缝通道的流量调节阀安装于气罐的出口处，环缝通道的有效截面积为A；气罐的容积为V₀，气罐内传动介质气体的压强为P₀；将气罐内的气体通过环缝通道向外界放气，且使针栓环缝通道处的气体流动状态为壅塞状态；在放气过程中，气罐内气体的压强为P，温度为T，气体质量为m，外界压强为P_a，环境温度为T_w，在时间dt秒时间内，放出的气体质量为dm，气罐内气体的压力和温度分别下降了dP和dT；求得d_实＝α·d。采用该标注方法解决了针栓环缝通道不易直接测量的问题。

技术领域

本发明属于流量调节装置技术领域，尤其涉及一种针栓环缝通道等效通径标注方法。

背景技术

在诸如机械加工、水利灌溉、能源动力以及航空航天等各个领域，流体输送系统应用广泛，流体流量调节和控制是输送系统最重要的功能之一。目前市场中环缝通道众多，均为通过调节节流口通径的方法实现该功能。针栓环缝通道由于流道通畅、压力损失小，调节范围宽等优点，是目前最为广泛的阀门形式之一。然而，针栓环缝通道往往细长狭小，嵌于装置内部，难以直接测量，如何确定其等效通径具有极其重要的意义。

通道孔径主要分为直接测量方法和间接测量方法。直接测量主要是通过精密的尺规等工具进行测量，如游标卡尺、圆锥尺或圆锥规等。游标卡尺一般测量孔内壁面两点间的距离，圆锥尺或圆锥规是直接将其插入孔中进行测量。这些测量方法一般仅仅适用于圆孔、椭圆孔和方形孔的规则形状的孔径测量，对于直径小于1mm的孔往往无法进行测量。此外，游标卡尺测量最为简单的圆孔时，两测量点的连线不一定为直径，存在较大的测量误差。综上所述，直接测量方法并不适应于细长针栓环缝通道等效通径的测量。

间接测量法主要有显微照相法和流体标定法。显微照相法是利用高倍显微镜头在照相机的成像元件上成像，以照片像素为基本单位对各种形状的孔进行测量。该方法一般适用于元件表面孔和裂纹的测量。由于阀门往往细长或者弯曲多变，显微照相法并不适用。流体标定方法是有效的阀门等效通径标定方法。流体介质多以液体为主，通过流量计和压力传感器分别测量液体流量和压力差。该方法至少需要三个高精度传感器，操作复杂。对于部分已安装在容器或设备上的环缝通道，液体介质可能难以填充满流道，甚至进入电子元器件中导致失效，此时该标注方法将无法使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种针栓环缝通道等效通径标注方法，解决了针栓环缝通道不易直接测量的问题。

本发明采用以下技术方案：一种针栓环缝通道等效通径标注方法，该标注方法如下：

具有环缝通道的流量调节阀安装于气罐的出口处，环缝通道的有效截面积为A；气罐的容积为V₀，气罐内传动介质气体的压强为P₀；

将气罐内的气体通过环缝通道向外界放气，且使针栓环缝通道处的气体流动状态为壅塞状态；在放气过程中，气罐内气体的压强为P，温度为T，气体质量为m，外界压强为P_a，环境温度为T_w，在时间dt秒时间内，放出的气体质量为dm，气罐内气体的压力和温度分别下降了dP和dT；

所述气罐(8)内剩余气体满足公式(1)：

在放气过程的任一瞬间，气体的一元定常等熵流动体积流量为：

由公式(1)和(2)，得：

求得气罐(8)内满足音速排气时间t：

得出针栓环缝通道的理论等效通径：