蓄能器充压过程中气体多变指数的确定

　　蓄能器在充压过程中,气体的多变指数是个不确定的数值。在其他参数都相同下,多变指数不同,会使蓄能器储油量发生明显的变化,最大可达25%。因此,要计算蓄能器储油量,必须确定一个合理的多变指数。从一些文献中所见到的多变指数选用,大都以n=1和n=k来简单确定。本文试图找出一种能确定具体蓄能器充压过程中气体的多变指数具体数值的方法。

　　1 影响蓄能器充压过程中多变指数的两个因素

　　蓄能器充压时,气体受压缩。若压缩过程中,气体不向外界放热,过程是绝热的,多变指数n=k;如果温度保持恒定,是定温过程n=1。实际过程中,蓄能器内气体压缩过程介于上述两者间。

　　影响气体放热的因素,一是气体与周围介质间的热阻,这主要取决于蓄能器的构造;二是压缩过程所经历的时间,这主要取决于气体压力增加的速率。我们把后者作为影响多变指数的主要因素。

　　2 气体压缩速率及对多变指数的影响

　　蓄能器在充压过程中气体压力的增长速率,取决于充入蓄能器油液的流量和气体初始容积。

　　在微元$t时间内,气体体积的减小量与原容积的比值的极限为气体的压缩速率,以E表示:

　　式中 ΔVS—微元时间内气体体积的减小量

　　V_S—气体原来体积

　　ΔVu—微元时间内充入蓄能器的油液体积,显然ΔVS=ΔVu

　　Q—向蓄能器充压的油液流量

　　由于气体压缩速率确切地反映了气体压缩的快慢,因此,压缩过程的n与E必然有一定的关系。

　　设n=f(E)而且:

　　当ω–0时,f(E)极限存在(ω)=1,压缩过程为等温过程;当时ω–∞]时,f(E)极限存在(ω)=k,压缩过程为绝热过程。

　　当ω从0–∞的整个区间内变化时,f(E)是连续的、单调上升的,且一、二阶导数存在,并连续和不改变符号。这样我们可以构造一个函数,认为:

　　式中:A、B和M均为常系数,且∞>M>0

　　根据:ω–0时,f(ω)=1

　　式(1)和式(2)联立得:

　　代入f(ω)得:

　　当区间内的3种情况都是满足的。对于常数M值,M值不同,n随E增大而增大的程度是不同的,而这种不同,恰恰可以用来反映不同构造的蓄能器的n随E变化规律的差别。

　　3 用计算蓄能器的储油量

　　由于充压过程中,气体体积在不断变化,即使Q保持恒定,E也不可能是恒定的,因此不能用常规的气体状态方程来计算其储油量,必须考虑压缩过程中由于E的变化而引起n的变化,为此,对气体状态方程求微分。可得: