使用氦質譜吸槍檢漏法檢測航天器管路雙密封結構螺接頭漏率時，常會發(fā)生漏率隨時間變化的情況。為了從理論上分析該問題的實質，本文建立了兩種雙密封結構泄漏過程的數(shù)學模型，分別考慮了分子流和粘滯流兩種狀態(tài)，并求解了數(shù)學模型的方程解析解，編制程序進行數(shù)值模擬仿真，形象地顯示了雙密封結構系統(tǒng)正壓泄漏情況下，漏率、壓力與泄漏時間關系的規(guī)律，及其影響泄漏時間長短的因素。并計算了不同初始條件下，雙密封結構的漏率穩(wěn)定時間。這些研究結果可直接應用于航天器管路雙密封結構螺接頭漏率測試候檢時間評估計算，并對雙密封結構系統(tǒng)的設計和泄漏安全評估，從理論上提供指導意義。

　　航天產品管路系統(tǒng)的連接方式常用柱塞式密封接頭形式(如圖1 所示)，該密封方式由兩道密封環(huán)節(jié)組成，屬于典型的雙密封結構。在使用氦質譜檢漏儀對密封接頭進行吸槍單點檢漏或者真空法檢漏時，都會出現(xiàn)測試漏率緩慢升高的現(xiàn)象，并且緩升的時間長，難以確定具體讀數(shù)時間。這是由雙密封結構的泄漏特點決定的，泄漏介質首先經(jīng)過第一道密封環(huán)節(jié)進入雙道密封之間的空間，然后再經(jīng)過第二道密封環(huán)節(jié)進入外界環(huán)境，被檢漏儀檢測。泄漏過程與雙道密封之間空間的體積、密封環(huán)節(jié)漏率、介質壓力等等有關系，因此真空技術網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認為有必要從理論和數(shù)值模擬仿真分析該泄漏過程，為合理的讀取數(shù)據(jù)，確定產品漏率提供依據(jù)。

圖1 密封方式原理圖

　　1、數(shù)學模型建立

　　1.1、數(shù)學模型參量定義

　　根據(jù)雙密封結構的泄漏特點，假定從純氦端流入容積V 的氦氣會迅速擴散，不計算擴散時間(因擴散時間遠小于觀察時間)。理論設定的模型示意圖如圖2，參數(shù)參量與解釋見表1。考慮泄漏過程的不同流態(tài)，可以分為分子流和粘滯流兩種流態(tài)下進行數(shù)學模型建立。

圖2 雙密封結構示意圖

　　1.2、分子流流態(tài)下數(shù)學模型

　　當考慮漏孔泄漏過程為分子流流態(tài)時，漏孔的漏率與漏孔兩端壓力差成正比，因此可有如下分析：

2、結語

　　目前對于雙密封結構漏率檢測的候檢時間確定，穩(wěn)定漏率的判斷存在較大的困難。本文主要通過對典型雙密封結構進行簡單的模型建立、理論分析和數(shù)值仿真，揭示了雙密封結構中各個因素對漏率穩(wěn)定時間影響的規(guī)律。實際應用中可首先初步判斷雙道密封環(huán)節(jié)的初始漏率，再利用數(shù)值仿真程序對漏率檢測候檢時間進行初步計算和判斷，以此來指導時間的檢漏過程，提高檢漏數(shù)據(jù)的準確度，并在指導雙密封結構系統(tǒng)的設計和泄漏安全評估方面具有重要意義。