В процессе истечения газа из некоторой закрытой ёмкости в ней происходит снижение давления газа и, как следствие, снижение температуры этого газа. Снижение температуры газа вызывает теплообмен его с окружающей средой через стенки емкости.
В настоящей работе ставится задача: разработать расчетную зависимость для определения интенсивности истечения по данным изменения давления и температуры газа.
Для разработки такой зависимости необходимо измерять давление и температуру газа в ёмкости в течении наперед заданного интервала времени.
На каждый момент времени можно записать уравнение состояния газа в ёмкости (уравнение Клапейрона) в формуле:
(1)
где P – давление газа в ёмкости;
V – объём ёмкости;
Gост – остаточная масса газа в ёмкости;
R – удельная газовая постоянная;
T – температура газа в ёмкости.
Из уравнения (1) получаем выражение для остаточной массы газа в ёмкости в некоторый момент времени.
(2)
Ряд расчетных даннях о 
наносим на график в координатах 
.
Рисунок 1 – Характер изменения остаточной массы газа в ёмкости в процессе его истечения
Из приведённого рисунка видно, что кривая изменения остаточной массы газа испытывает перелом при некотором времени истечения 
кр
Это время соответствует критическому давлению газа в ёмкости, при переходе через которое изменяется интенсивность истечения m(кг/с).
Значение критического давления определяется из соотношения
, откуда 
(3)
где Рс – давление газа в среде, в которую происходит истечения;
– критическое отношение давлений.
Значение зависит от атомности газа и составляет:
– газ одноатомный; 
= 0,49
– газ двухатомный; = 0,528
– газ трёхатомный и перегретый пар; = 0,546
Если в качестве испытываемого газа является воздух, то значение для него, как для газа двухатомного, = 0,528.
Тогда значение 
составит 
(4)
Если давление в ёмкости измеряется с помощью манометров, то давление , как давление абсолютное, можно представить в виде суммы давлений манометрического и атмосферного (
).
Тогда манометрическое давление газа в ёмкости, соответствующее критическому давлению будет составлять:
(5)
В формуле (5) давления Рс и Ра – абсолютные давления.
Далее рассмотрим вопрос о том, как можно использовать данные наблюдений, показанные на рис.1, для определения интенсивности истечения m(кг/с). Возможны два пути решения вопроса.
Первый путь. Подбираем эмпирическую зависимость, описывающую кривую на рис.1 и выражаем её в виде: 
Интенсивность истечения m выразится производной от этой зависимости
(6)
Второй путь. Кривую 
разбиваем на отрезки по времени 
.
Каждому i –тому отрезку времени будут соответствовать начальные и конечные значения величины 
. Интенсивность истечения для i – того интервала времени определяется по зависимости
(7)
Значение 
отнесём к середине i –того интервала времени.
Далее результаты расчёта интенсивности истечения m по формуле (6) и (7) наносим на график в координатах «m – ».
1 – о-о-о-о-о – значение m, по формуле (6); 2 – + ++++++ – значение m по формуле (7).
Рисунок 2 – Изменения интенсивности истечения во времени, определяемых по двум методикам
Близость двух кривых 1 и 2 на рисунке 2 будет говорить о качественном проведении экспериментальных работ по определению давления Р и температуры Т в ёмкости, а также о хорошей обработке этих данных.
При достаточном расхождении кривых 1 и 2 на рис 2. необходимо уточнять методику измерений и методику обработки этих результатов.
Если интенсивность истечения необходимо выражать в объёмных единицах
Vист (m3/с), то расчёт этой величины можно определить по формуле
Vист = m· 
(8)
где 
– удельный объём газа.
Значение удельного объёма газа находим из уравнения состояния газа для
1кг газа
(9)
где 
– давление в среде, в которую происходит истечение газа;
– температура газа в потоке истечения.
Тогда формулу (8) можно переписать в виде:
(10)
Вывод: Предложена методика определения интенсивности истечения в массовых и объёмных единицах с использованием результатов наблюдений за изменением давления и температуры в ёмкости, из которой происходит истечение газа. Данная методика в дальнейшем будет применена при расчетах контроля плотности тормозной магистрали поезда.