基于非定常漏風(fēng)系數(shù)的超壓過程數(shù)學(xué)模型分析

趙海洋, 李 鑫, 張 林

(1. 火箭軍工程設(shè)計(jì)研究院, 北京 100011; 2. 浙江大學(xué) 化學(xué)工程與生物工程學(xué)院, 浙江 杭州 310027)

1 前 言

在密閉空間形成高于外界大氣壓的空氣環(huán)境，即超壓環(huán)境，能夠有效阻止外部污染源向內(nèi)部入侵，是保障軍事、人防等防護(hù)工程安全的重要手段。超壓防護(hù)相關(guān)設(shè)計(jì)原理和控制研究已多有報(bào)道。例如，施曉波等[1]介紹了防護(hù)區(qū)超壓控制設(shè)計(jì)原理，為多區(qū)或全船式防護(hù)系統(tǒng)的超壓設(shè)計(jì)提供參考。劉秀峰等[2]通過分析水面艦艇集體防護(hù)區(qū)超壓建立過程，對(duì)高壓區(qū)、中壓區(qū)、低壓區(qū)之間流通面積進(jìn)行調(diào)節(jié)，提升了超壓建立過程效率。郭前等[3]通過分析計(jì)算防毒通道超壓值和超壓漏風(fēng)量的取值，提出了不同超壓下隔絕防護(hù)時(shí)間內(nèi)清潔區(qū)所需空氣量的計(jì)算方法。包劍等[4]利用數(shù)值模擬對(duì)目前國內(nèi)艦艇使用的一種超壓控制閥的性能進(jìn)行分析，從而確定其流量特性。可見，數(shù)學(xué)分析有助于厘清各種因素對(duì)超壓過程的影響，為防護(hù)工程的超壓設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試提供理論依據(jù)。

在超壓系統(tǒng)中，其防護(hù)效果主要受工程漏風(fēng)系數(shù)、容積等因素影響。特別是，一旦密閉門的橡膠密封墊磨損或老化，會(huì)加劇內(nèi)部空氣泄漏，降低內(nèi)部超壓水平，弱化工程防護(hù)效果，增加外部污染源入侵風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)行的防護(hù)工程設(shè)計(jì)原則中，漏風(fēng)系數(shù)通常被視為常數(shù)[5]，導(dǎo)致內(nèi)部超壓的設(shè)計(jì)值與實(shí)際值存在較大差異，在長期運(yùn)行中，既增加了工程能耗，也不利于超壓環(huán)境調(diào)控。……