[发明专利]一种法兰连接泄漏率预测方法

权利要求书

1.一种法兰连接泄漏率预测方法，该方法包括以下内容；

设垫片本身的泄漏通道半径r_j和泄漏通道数量k与垫片相对压缩变形量之间存在负指数关系，分别将泄漏通道半径和泄漏通道数量用关于垫片相对压缩变形量的函数表示，将基本泄漏率表示为与垫片相对压缩变形量相关的形式，得公式(6)的基本泄漏率预测模型：

式中，η为介质的动力粘度；p_i、p_o为毛细管进、出口压力；p_m为毛细管进、出口平均压力；Ls表示基本泄漏率；α、n为待定常数，通过试验拟合获得；d_i、d_o分别为垫片压紧内径与外径，l为垫片压紧宽度；δ_a为垫片压缩变形量，T_a为垫片厚度；

将均匀压紧的垫片流导C_a定义为在圆周角dθ范围内对半径为r的流导分别沿径向与环向积分获得不均匀压紧垫片的流导，将不均匀压紧垫片的流导乘以毛细管进出口压力差，获得非均匀压紧法兰连接泄漏率预测模型；

根据非均匀压紧法兰连接泄漏率预测模型，在已知任意半径位置处的垫片压缩变形量的情况下能够获取不均匀压紧垫片法兰连接泄漏率；

所述非均匀压紧法兰连接泄漏率预测模型的表达式用公式(14)表示：

式中，θ为圆周角，L为泄漏率，C为不均匀压紧垫片的流导，r_i、r_o分别为泄漏通道的内径、外径，δ_r为半径为r位置处的垫片的压缩变形量；

将泄漏通道半径和泄漏通道数量用关于垫片相对压缩变形量的函数表示，具体表达式为公式(2)

式中f₁,f₂表示函数，m’、n’为待定常数。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，三维有限元模型建立所使用的数据通过垫片循环压缩回弹试验获得，垫片循环压缩回弹试验中，记录垫片泄漏率、垫片压缩变形量、垫片应力、垫片厚度，求得垫片相对压缩变形量，获得垫片应力与垫片压缩变形量之间的关系曲线及泄漏率与垫片相对压缩变形量之间的对应关系；

根据试验获得的泄漏率与垫片相对压缩变形量之间的对应关系确定公式(6)中的待定常数α、n的值。

3.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，三维有限元模型建立中充分考虑螺母与法兰、法兰压紧面与垫片的接触，进行预紧及操作工况计算，获取操作工况下的垫片压缩变形量分布。