不同溫度、不同壓縮比的氣體時對水環(huán)真空泵抽氣量的影響

2014-09-04 陳維茂山東淄博水環(huán)真空泵廠有限公司

　　技術(shù)資料上的性能曲線及技術(shù)數(shù)據(jù)表是在水環(huán)真空泵抽吸空氣的條件下得出的。下面分析一下用于抽瓦斯氣體時，對進(jìn)氣溫度和壓縮比(排氣壓力和進(jìn)氣壓力之比)改變時對水環(huán)真空泵抽氣量的影響。

　　眾所周知，水環(huán)真空泵屬容積式泵，容積式泵內(nèi)部氣體從排氣側(cè)向吸氣側(cè)的泄漏主要是通過間隙(對于目前廣泛應(yīng)用的2BE 系列軸向吸排氣泵，其間隙指的是葉輪兩端面與分配板之間的軸向間隙)泄漏，其泄漏量Qb 可用(2)式計算。

　　式中：A———泄漏通流面積；

　　Rm———常數(shù)Rm=μR；

　　R———氣體常數(shù)；

　　μ———氣體分子量；

　　ε———排氣壓力pd 與吸氣壓力p1 比，ε= pd/p1；

　　TS———氣體溫度(熱力學(xué)溫度)。

　　從(2)式可以知道，泄漏量Qb 隨進(jìn)氣溫度TS和壓力比ε 的增加而增加，隨分子量μ 的增加而減少，但與轉(zhuǎn)速無關(guān)。

　　對于(2)式中Qb、TS、ε 和μ 四個參數(shù)，對應(yīng)于狀態(tài)1(下標(biāo)“1”)和狀態(tài)2(下標(biāo)“2”)分別列出Qb1 和Qb2 兩式，然后將兩個狀態(tài)下的Qb2 和Qb1相除，可得：

　　a、僅當(dāng)進(jìn)氣溫度改變，由Ts1 變成Ts2 時，泄漏量Qb2 為：

不同溫度、不同壓縮比的氣體時對水環(huán)真空泵抽氣量的影響

　　如當(dāng)進(jìn)氣溫度為40 ℃時，其泄漏量為規(guī)定狀態(tài)(20 ℃)的1.03 倍(其余條件不變)。

　　b、僅當(dāng)壓力比由ε1 變?yōu)?epsilon;2 時，泄漏量Qb2 為：

不同溫度、不同壓縮比的氣體時對水環(huán)真空泵抽氣量的影響

　　由(4)式可知，如果入口壓力均為400 hPa(絕壓)，排氣壓力為當(dāng)?shù)卮髿鈮�，高原地區(qū)(假定大氣壓力為800 hPa) 的泄漏量Qb2 是沿海地區(qū)(假定大氣壓力為1013.25 hPa)的0.8 倍，即在其他條件均相同的情況下，僅大氣壓力降低，即排氣壓力降低，泵的內(nèi)部泄漏量明顯減小。

　　c、僅當(dāng)分子量由μ1 變?yōu)?mu;2 時，泄漏量Qb2 為：

不同溫度、不同壓縮比的氣體時對水環(huán)真空泵抽氣量的影響

　　由(5)式可知，當(dāng)被抽氣體由空氣(分子量μ1=28.96)變成瓦斯氣體時(按某研究單位提出的瓦斯混合氣體中瓦斯的濃度為50%，即CH4 為50%，N2 為39.8%，O2 為10%，CO2 為0.2%計算，混合氣體分子量約為μ2=22)，泄漏量Qb2=1.15 Qb1，即是抽空氣時泄漏量的1.15 倍。

　　泵的泄漏量是指由于排氣與進(jìn)氣的壓力差，泵內(nèi)部從排氣腔泄漏到吸氣腔的體積流率。現(xiàn)具體舉例說明，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)認(rèn)為如果實測的泵在入口壓力為400 hPa 時抽空氣的體積流率為100 m³/min，按容積效率90%計算，這個泵的理論抽氣量是100/0.9=111 m³/min，那么泵的內(nèi)部泄漏量為11 m³/min。根據(jù)公式(5)當(dāng)抽瓦斯氣體時該泵內(nèi)部的泄漏量理論上為12.7 m³/min，比抽空氣時泄漏量略大。

　　d、當(dāng)TS1、μ1、ε1 都同時改變?yōu)門S2、μ2、ε2 時，泄漏量變?yōu)椋?/p>

不同溫度、不同壓縮比的氣體時對水環(huán)真空泵抽氣量的影響