淺析流量壓差與YH-15號(hào)航空液壓油試驗(yàn)溫度的關(guān)系

梁圣偉，張雄

(1.海軍航空裝備計(jì)量監(jiān)修中心，上海 200436；2.航空工業(yè)過(guò)濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，河南新鄉(xiāng) 453019)

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淺析流量壓差與YH-15號(hào)航空液壓油試驗(yàn)溫度的關(guān)系

梁圣偉1，張雄2

(1.海軍航空裝備計(jì)量監(jiān)修中心，上海 200436；2.航空工業(yè)過(guò)濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，河南新鄉(xiāng) 453019)

摘要：基于現(xiàn)有理論及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果對(duì)濾紙的流量壓差與試驗(yàn)溫度的關(guān)系進(jìn)行分析論證，并從流量壓差的理論計(jì)算方式出發(fā)，確定了針對(duì)濾紙的用于流量壓差和試驗(yàn)溫度定量計(jì)算的基本公式。給出了應(yīng)用公式進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例，證明該計(jì)算公式對(duì)于濾紙的性能評(píng)價(jià)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：濾紙；流量壓差；試驗(yàn)溫度

0引言

濾紙的流量壓差是濾材性能好壞的一項(xiàng)重要參數(shù)。選擇不同的試驗(yàn)溫度，對(duì)濾紙流量壓差的評(píng)定是否有影響？假如存在影響，那么影響又有多大？不少濾材的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和使用者尚不夠明了。文中對(duì)上述問(wèn)題展開(kāi)論述，以供參考。

1數(shù)學(xué)模型

流量壓差是指清潔的油液以額定流速通過(guò)新的過(guò)濾材料時(shí)壓力損失。濾紙的流量壓差一般可通過(guò)以下公式推算：

Δp=ζμvf

(1)

式中：Δp為壓差，單位為Pa；

ζ為總阻力系數(shù)，單位為Pa·s2/mm5；

μ為液體運(yùn)動(dòng)黏度，單位為mm2/s；

vf為試驗(yàn)流量，單位為mm3/s。

由式(1)可見(jiàn)，濾紙的流量壓差與試驗(yàn)流量和液體黏度成正比。同一種濾紙的總阻力系數(shù)是個(gè)定量，在同一試驗(yàn)流量下進(jìn)行流量壓差測(cè)試時(shí)，試驗(yàn)流量為相同值。由此可得到常量k值為：

k=ζvf

(2)

試驗(yàn)選用的介質(zhì)為YH-15號(hào)航空液壓油，其黏度與溫度的定量關(guān)系由如下黏溫特性曲線公式推算可得：

lglg(μ+a)=b+mlgT

(3)

式中：T為絕對(duì)溫度，單位為K；

a、b、m為隨油品性質(zhì)而異的常數(shù)。

選取經(jīng)驗(yàn)常數(shù)a=0.6,每一個(gè)溫度范圍內(nèi)的常數(shù)b、m與對(duì)應(yīng)的適用溫度范圍如表1所示。

表1　YH-15航空液壓油黏溫特性曲線常數(shù)

將公式(2)和(3)代入式(1)中，可得到如下公式：

Δp=k·(1010(b+mlgT)-a)

(4)

由公式(4)可知，以YH-15號(hào)航空液壓油為試驗(yàn)介質(zhì)的條件下，同一種濾紙?jiān)谕辉囼?yàn)流量下，其流量壓差只與試驗(yàn)溫度有相關(guān)性。公式(4)可以轉(zhuǎn)化為：

(5)

式中：Ti為濾紙的第i次試驗(yàn)溫度，單位為K；

Δpi為濾紙的第i次流量壓差，單位為kPa。

依據(jù)公式(5)可知，在以YH-15號(hào)航空液壓油為試驗(yàn)介質(zhì)的條件下進(jìn)行濾紙?jiān)囼?yàn)時(shí)，只要知道濾紙?jiān)谀硞€(gè)溫度下的流量壓差，即可定量計(jì)算出這個(gè)濾紙?jiān)谄渌魏螠囟认碌牧髁繅翰睢?/p>

2試驗(yàn)驗(yàn)證

為了保證上述結(jié)論成立，以下討論的試驗(yàn)驗(yàn)證所使用的是同一材質(zhì)的玻纖濾紙，為某廠家提供的NF-S-10型和NF-S-5型復(fù)合濾紙。而且，試驗(yàn)設(shè)備相同，試驗(yàn)人員相同，除了試驗(yàn)溫度不同外，其他試驗(yàn)條件均相同。主要的試驗(yàn)條件如下：

(1)多通試驗(yàn)系統(tǒng)的流量為15.0 L/min；

(2)試驗(yàn)介質(zhì)為YH-15；

(3)試驗(yàn)濾紙面積為94.985 cm2；

(4)試驗(yàn)溫度分別為25、30、35、40 ℃。

按上述條件測(cè)試了NF-S-10型復(fù)合濾紙?jiān)?5 ℃的試驗(yàn)溫度下的流量壓差為71.1 kPa；NF-S-5型復(fù)合濾紙?jiān)?5 ℃的試驗(yàn)溫度下的流量壓差為113.8 kPa。以其測(cè)試結(jié)果為基準(zhǔn)，濾紙其他試驗(yàn)溫度下流量壓差的理論計(jì)算值與試驗(yàn)測(cè)試值如表2和表3所示。

表2　NF-S-10型復(fù)合濾紙?jiān)囼?yàn)溫度與流量壓差的關(guān)系

表3　NF-S-5型復(fù)合濾紙?jiān)囼?yàn)溫度與流量壓差的關(guān)系

從表2和表3中可以看出：兩種不同型號(hào)的玻纖濾紙流量壓差測(cè)試值與計(jì)算值結(jié)果非常接近，偏差很小。計(jì)算得出最大的相對(duì)偏差絕對(duì)值也只有3.9%，證明了上述濾紙流量壓差與試驗(yàn)溫度的計(jì)算公式是成立的。

3結(jié)論

濾紙的流量壓差與試驗(yàn)溫度存在反比關(guān)系，試驗(yàn)溫度越高，濾紙的流量壓差越低；反之，試驗(yàn)溫度越低，濾紙的流量壓差越高。在以YH-15號(hào)航空液壓油為試驗(yàn)介質(zhì)的條件下，濾紙的流量壓差與試驗(yàn)溫度存在定量關(guān)系，為實(shí)驗(yàn)人員試驗(yàn)濾材提供了寶貴的基礎(chǔ)理論，對(duì)于濾材廠家開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用濾紙均有實(shí)際參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

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Analysis of Relationship between Flow Pressure Difference andYH-15 Aircraft Hydraulic Oil Test Temperature

LIANG Shengwei1, ZHANG Xiong2

(1.Naval Aviation Equipment Metrological Supervision and Repair Center, Shanghai 200436,China;2.Aviation Industry Filtration Product Quality Supervision and Test Center, Xinxiang Henan 453019, China)

Abstract:Relationship between filter paper flow pressure difference and test temperature was analyzed based on theory and test results. The quantitative calculation basic formula for filter paper flow pressure difference and test temperature was determined and it was proved to have practical application value through an example.

Keywords:Filter paper;Flow pressure difference;Test temperature

收稿日期：2015-05-27

作者簡(jiǎn)介：梁圣偉(1976—)，男，工程師，從事油液監(jiān)控與分析工作。E-mail：swqs76@163.com。

中圖分類號(hào):TP206

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1986(2016)01-053-02