串联密封结构的泄漏规律研究

以串联双密封结构为研究对象,建立了串联密封结构系统的数学模型,通过理论分析和数值计算,揭示了串联密封结构系统正压泄漏的漏率、漏量与泄漏时间关系的规律及其影响因素.串联密封结构的泄漏规律可用于串联密封结构系统的设计、检漏和泄漏安全评估.     

多级串联密封系统泄漏仿真与实验研究

建立了多级串联密封系统的数学模型,通过理论分析和数值计算,揭示了多级串联密封结构正压泄漏的漏率、漏量与泄漏时间关系的一般规律.给出了三级密封系统泄漏的仿真计算实例.通过三级串联密封泄漏实验验证了多级串联密封泄漏理论的正确性.该泄漏规律可用于多级串联密封结构系统的设计、检漏和泄漏安全评估.     

双密封结构泄漏过程浅析

用氦质谱加压真空法检测双密封结构产品漏率时,常有"缓慢升高"现象的发生,必需解决这一读数困难的问题.建立了双密封结构泄漏过程的数学模型,从而在理论上解释了此类现象发生的原因,并编制程序后对一些具体结构进行了分析计算.这对确定检漏时间和相应的数据处理方法有一定的指导意义.     

检漏容器的密封性能对航天器总漏率测试的影响研究

采用非真空氦质谱累积法进行航天器密封系统的总漏率测试时,需要检漏容器对密封系统泄漏出的氦气进行收集。本文通过理论分析,并用正压氦漏孔模拟航天器密封系统的泄漏进行试验验证,得出了检漏容器的密封性能对航天器密封系统总漏率测试的影响,为检漏容器的泄漏给出了建议指标。     

液体向真空泄漏的数学模型研究

分析液体向真空环境泄漏的过程,建立其泄漏漏率的数学模型,对提高液体检漏的准确性有着十分重要的意义。以乙二醇水溶液和金属压变形漏孔为研究对象,建立液体向真空环境泄漏的物理模型,研究其泄漏过程的压力、流速等变化,结合饱和蒸汽压物性,引入液体体积分数参量,分析泄漏过程中的两相流状态,建立漏率的数学模型;通过对液体泄漏过程进行模拟仿真验证数学模型的正确性。研究结果表明,液体向真空环境泄漏的过程中存在两相流状态的变化。所建立的数学模型和仿真结果相符,其漏率处于全气态或全液态泄漏两者之间,该结论对航天器液体管路漏率指标设计与泄漏检测提供了参考依据。     

多级漏孔泄漏分析及其漏率预测方法研究

为了评估气体介质经多级漏孔的泄漏量,指导多道密封结构的安全设计,有必要研究气体经多级漏孔的泄漏特性。通过建立双级与多级漏孔的数学模型,在不同的初始条件下对多级漏孔的泄漏特性进行了计算分析。结果表明:多级漏孔的稳定漏率仅与各级独立漏孔漏率有关,与中间空腔体积无关,其倒数等于各级漏孔漏率的倒数之和。影响稳定时间的因素包括末级漏孔的漏率、其余各级漏孔组成的多级漏孔漏率以及中间空腔的容积。利用分析结果,提出了多级漏孔漏率的预测方法。     

单O型圈密封结构中双层密封泄漏机理研究

某航天单O型圈密封结构单机产品真空检漏试验中,漏率曲线持续缓慢上涨并出现"尖角"现象,类似典型双层弹性密封现象,此现象影响检漏结果的可靠性,因此弄清楚这一现象对后续的检漏试验是非常必要的。本文建立了双密封结构泄漏过程的数学模型,从而在理论上解释了此类现象发生的原因,并设计了实验工装,对实验结果进行了现象分析。这对后续的检漏试验具有一定的指导意义。     

柱塞密封结构的漏率预估

柱塞密封结构是飞船管路系统常用的一种密封结构形式,故研究柱塞密封结构的密封性能具有重要的工程意义。文中,通过对柱塞密封结构密封机理的分析,给出了一个计算其漏率的理论公式,并与试验数据进行了对比。研究结果表明:该公式能较好地预估柱塞密封结构的漏率值。本文所得的结论可以为柱塞密封结构的设计提供理论参考依据。     

空间环境下航天器部件密封性能评价方法研究

从航天器密封部件的密封种类和泄漏原理,特别是橡胶密封圈的泄漏原理出发,分析了经高真空、高低温、空间辐照等空间环境对航天器密封性能的影响,给出了采用泄漏检测技术作为密封性能评价的方法。重点介绍了基于现有漏率性能评价方法而研制的几种航天器部件密封性能评价装置以及在现有评价装置上开展的部分航天器部件密封性能试验及研究情况。     

全氟三乙胺泄漏率质谱分析测试方法研究

为了确保航天器热控制系统的密封性能,针对其采用的液态工质全氟三乙胺提出了一种工质泄漏率测试方法.首先将加注工质后的航天器产品放入一非真空收集容器并进行密封,对其泄漏的全氟三乙胺进行累积收集,一定时间后,利用四极质谱仪对其浓度变化量进行测试,随后通过放样对系统进行标定,通过计算确定产品的泄漏率.通过对一支漏率已知的标准漏孔进行测试,验证了方法的可行性.经分析,优先选择质量数119的谱峰进行测试,在收集容器容积150 m3、累积时间24h工况下,最小可检漏率达0.002ml/24h,该系统对大气环境中全氟三乙胺浓度测试的灵敏度达1.4×10-9.该技术比常规的氦质谱检漏技术能更加真实反应航天器的泄漏状态.     

基于常压氦质谱累积检漏的定/变容漏率标定技术研究

漏率标定技术是航天器密封性能检测的重要组成部分,直接决定计算漏率的大小。为减小漏率标定测试数据误差,提高检测精度,本文基于常压氦质谱累积检漏法,通过理论分析与实验,研究了注入氦气量、收集室体积、航天器漏率等参数对漏率标定数据的影响。结果表明,测试数据与注入的氦气量呈线性关系,并随着收集室体积的增加而减小;收集室累积空间体积在30～100 m~3之间时,漏率标定测试数据变化率在10-9量级且相对稳定,有助于完善漏率标定数学模型;通过标准漏孔模拟航天器的漏率,当漏率小于1×10~(-4)Pa·m~3/s时,标定测试数据(1 h内)相对偏差小于30%,同时可采取缩短漏率标定时间、风机循环使氦气分布均匀等方式提高航天器的漏率检测精度。     

基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

本文介绍了航天器单点检漏过程中3种常见的单点模型,并依据航天器泄漏设计指标对单点模型的示漏气体浓度进行分析计算。根据现有的四极质谱仪装置GAM500对单点模型进行试验验证,试验说明四极质谱仪可测漏率满足航天器漏率设计指标要求,可以应用在航天器单点检漏工艺中。     

载人航天器中橡胶密封结构低温性能研究

载人航天器对密封性能要求极为严苛,密封结构的泄漏特性与温度相关。本文研究了一种典型的硅橡胶密封结构的泄漏方式,通过对低温下橡胶材料的透气性能的测试,结果表明:从50℃下降到5℃时、气体通过材料的渗透量降低约一个数量级。本文还通过实测材料在低温下的应力-应变关系、低温下材料的收缩特性,借助ABAQUS分析软件建立了该结构的压缩状态的有限元模型,得到了低温下密封应力变化情况,并据此计算了界面泄漏结果:低温下,密封结构的界面泄漏量略有所增大。本文研究的某典型橡胶密封结构在低温下的气体渗透泄漏和界面泄漏的量化数据,为产品在低温下的使用可靠性评估打下基础,也为类似结构设计提供参考。     

航天器推进系统漏率测试不确定度评定

基于常压氦质谱累积检漏,提出了航天器推进系统漏率测试不确定度评定方法,建立了一元一次线性数学模型,运用最小二乘法理论对比分析了氦气累积过程和漏率标定过程的A类和B类不确定度计算结果,试验验证检漏不确定度评定的影响因素,认为氦气累积过程B类不确定度对航天器推进系统漏率测试结果的不确定度评定影响较大,而B类不确定度主要来源于检测仪器的固有测试误差,同时总结了检漏仪测试数据变化量与漏率测试不确定度的关系,为提高航天器推进系统漏率计算结果精准性指明了方向。     

标准漏孔及其校准

随着我国航天事业的发展 ,各种型号的卫星、宇宙飞船、导弹和运载火箭相继研制成功。但是 ,由于各种泄漏也造成多起质量事故。目前 ,泄漏已成为我国航天器发射失败的主要原因之一。所以 ,航天产品密封检查尤为重要。氦质谱检漏仪是一种非常灵敏、使用广泛的检漏设备。在航天领域 ,承担着各种密封零部件、密封系统、整星和电子原器件的检漏任务。氦质谱检漏仪是一种比对仪器 ,在检测产品前要与一个已知漏率的标准漏孔进行漏率值的比对 ,即用标准漏孔对氦质谱检漏仪或整个检漏系统进行校准。只有经过校准的氦质谱检漏仪或检漏系统才能准确地测…     

分子流状态平面密封结构漏率预估

本文结合Roth模型建立了分子流状态下的漏率计算模型,得出了平面密封泄漏漏率与密封力 矩、密封面粗糙度之间的对应关系,同时还给出为保证分子流状态,密封力矩、密封面粗糙度应满足的条件.在理论计算的同时,还通过实验证明了漏率预估方法的准确性.     

深低温可重复使用密封结构设计及试验

提出了一种低温下可重复使用低安装力矩管路密封连接结构,对其进行了结构设计,该结构采用台阶式双道密封连接结构,主密封选用金属碟形圈,采用橡胶O形圈作为辅助密封,对于可能泄漏出金属密封部位的少量气体进行二次密封,从而提高了整体密封可靠性。对安装力矩及密封性能进行了计算分析,确定了安装力矩范围。开展了安装力矩及常温气密试验、常低温循环试验,试验结果表明该密封结构能够满足管路系统低温下重复使用的密封要求。     

挥发型液体标准漏孔漏率测试及其不确定度评定

全氟三乙胺液态工质在航天器密封管路中的应用日益广泛,因此,对其泄漏率测试的需求不断提升。为了实现全氟三乙胺的泄漏率测试,需要研制漏率已知的液体标准漏孔作为对比装置来进行泄漏率的定量测试。基于此,本文提出一种基于液体挥发速率同挥发面积关系原理设计的挥发型液体标准漏孔,挥发性液体通过一个固定尺寸的小孔不断向周围环境进行泄漏。挥发型液体标准漏孔设计质量轻,通过高精度电子天平测量其一定时间(一般为24 h)的质量损耗,可以精确得出该液体漏孔的泄漏率。本文通过对挥发型标准漏孔校准测试过程中的不确定度进行评价得出,其相对扩展不确定度为2.8%,故该标准漏孔可以作为工程上进行全氟三乙胺液体工质质谱检漏过程中的对比装置。     

大型真空系统氦检漏率的快速准确检测方法

大型真空系统检漏往往耗时长、效率低。本文分析了氦气通过漏孔进入氦质谱检漏仪形成检漏信号的规律,并据此建立检漏信号数学模型,确定漏孔的最终稳态泄漏信号。基于上述分析,提出漏孔漏率的一种快速预测方法。该方法用于大型真空系统检漏能准确预测被检部位的漏率,能显著缩短检漏时间,提高检漏效率。     

泄漏检测技术不确定度评价方法浅探

氦质谱检漏是目前比较广泛采用的一种泄漏检测方法,一般采用比对定量的方法给出检漏结果。本文分析了氦质谱检漏的影响因素,从建立数学模型角度分析漏率测量的不确定度,并给出采用氦罩法进行真空泄漏检测时的漏率不确定度范围,为用该方法评价氦质谱检漏结果提供思路,探讨采用该方法提供漏率结果不确定度的合理性和可行性。