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为保证人、机安全和仪器设备的正常工作,真空模拟实验是军工航空航天仪器和飞行器所必做的实验。此实验,需要在地面上的大型容器内模拟飞行器升空和返回地面过程(升空和返回过程中也可能在某个高度有所停留)中经历的压力变化。要模拟这一过程,就需要对大型容器进行抽空/复压(上升过程需抽空,下降过程需复压)计算,并且对抽空/复压过程进行控制计算,以保证在某一时间点容器内的压力能达到或维持某一压力。已有的抽空/复压计算模型都是对一些方程进行了简化处理,未考虑抽空过程中流导和抽速随压力的变化,计算结果与实际结果相比误差较大。本文考虑了抽空过程中抽速和流导的变化,采用数值计算的方法,建立了大型容器抽空/复压过程计算的数学模型和抽空/复压率控制计算的数学模型,计算结果与实际结果相比误差较小。本论文循序渐进地完成了以下内容研究:(1)对真空系统的管道中压力分布进行了推导:(2)提出了对阀门进行等效假设的处理方法;(3)对三种流态无阀门的简单真空系统的抽空/复压时间的计算进行数学理论建模;(4)对三种流态有阀门的简单真空系统的抽空/复压时间的计算进行数学理论建模;(5)对三种流态给定预抽/预复压时间的简单真空系统中阀门开度计算的数学理论建模,这是进行抽空/复压率控制的理论模型;(6)对理论模型的可行性和适用性进行了分析,同时对管道内径剩余、阀门开度有效调解范围、阀门在管道上安放位置进行了分析。结论表明,本文建立的大容器抽空/复压计算理论模型和抽空/复压率控制计算模型是可行的,计算精度较好。分析也表明,除分子流态外粘滞流态和过渡流态均有管道内径剩余现象;过渡流态时阀门控制效果不明显;三种流态下阀门在管道上所处位置对抽空/复压过程皆无影响。