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水環(huán)式真空泵在不同工況時的運行特性

 

水環(huán)式真空泵在不同工況時的運行特性

1、水環(huán)式真空泵氣量

水環(huán)式真空泵在臨界壓縮比工況前,均是最大限度地吸入氣體,即理論氣量始終不變。達(dá)到臨界壓縮比時,也就達(dá)到了水環(huán)式真空泵的最大工作能力。’若進(jìn)一步增加壓縮比,氣量就會降低。氣量為零時,壓縮比就達(dá)到了最大值。

2、水環(huán)式真空泵效率
水環(huán)式真空泵的容積效率是不高的,因為水環(huán)式真空泵內(nèi)壓縮腔的氣體通過葉輪頂部的徑向間隙泄漏到吸入腔里。這種泄漏量的大小,取決于壓縮腔與吸入腔的壓力差值和徑向間隙的大小。

水環(huán)式真空泵開始工作時,水環(huán)脫離葉輪上面的輪載最遠(yuǎn),即其間的間隙為最大。隨著壓縮比的增加,這個間隙逐漸減小,接近極限真空度時,比間隙為零,水環(huán)也就緊緊地貼在輪毅上,從而消除了這種通過徑向間除的泄漏。另外,泵開始工作時的壓力差最小,隨著壓縮比的增加而增加,泄漏也隨之越來越嚴(yán)重。綜合來看,通過徑向間涼的泄漏隨著壓縮比的增加而減少,即容積效率逐漸提高。
除此之外,氣體通過端面間隙的泄漏是造成容積損失的另一個重要原因,由于端面間隙是常數(shù),氣體的這種泄漏量就只取決于壓力差了,它隨著壓縮比的增加而增加。

實際氣量是隨著壓縮比的增加而降低的,這也說明了總的容積損失是隨壓縮比的增加而增加的。
氣量的降低,要靠水環(huán)內(nèi)界線向葉輪中心方面的推進(jìn),以便占據(jù)一部分氣體的體積。水環(huán)內(nèi)界線半徑的縮短,意味著葉輪浸入到水環(huán)中的部分增加,這樣流體動力損失中的液體動力損失也就增加了。而且在這種工況下,水環(huán)外圍產(chǎn)生了部分的禍流,這種渦流現(xiàn)象隨著壓縮比的增加而逐漸嚴(yán)重,渦流會造成巨大的水力損失。

可見,超過臨界壓縮比后,水環(huán)式真空泵的流體動力損失比臨界壓縮比之前的要大。在臨界壓縮比時,這種損失最小,即流體動力效率最高。

從以上容積效率和流體動力效率的分析可以看出:水環(huán)式真空泵在開始工作時,由于壓縮比為1,故效率為零,隨著壓縮比的增加,水環(huán)式真空泵的總損失逐漸降低,有效功率逐漸提高,所以水環(huán)式真空泵的效率也隨之提高,達(dá)到臨界壓縮比時,泵的損失最小,有效功率達(dá)到最大值,因而效率最高。當(dāng)超過臨界壓縮比后,隨著壓縮比的增加,有效功率逐漸下降,流體動力損失劇烈增加,水環(huán)式真空泵在這一階段內(nèi)的效率下降很快,達(dá)到極限壓縮比時,由于氣量為零,效率也就為零。

3、水環(huán)式真空泵軸功率

水環(huán)式真空泵開始工作直到臨界壓縮比時,水環(huán)式真空泵的有效功率一直上升(因有效功率公式中的氣量不變而壓縮比增加之故),雖然損失逐漸降低,但總的說來軸功率是增加的。超過臨界壓縮比后,盡管壓縮比逐漸增加,但因氣量急劇下降,故有效功率還是逐漸下降,又由于損失增加更快,所以軸功率仍然是一直增加的�?梢姡h(huán)式真空泵的軸功率隨壓縮比的增加而增加,一般在極限壓縮比時達(dá)到最大值。
 4、水環(huán)式真空泵供水量(補充水水量)

水環(huán)式真空泵供水的目的,是為了補充水環(huán)在運行時所消耗的水和冷卻壓縮氣體所產(chǎn)生的壓縮熱,保持水環(huán)式真空泵的等溫壓縮。

隨著壓縮比的增加,水環(huán)通過排氣孔流出的水量也逐漸增加。又由于軸功率也隨之相應(yīng)增加,產(chǎn)生的壓縮熱也會增加。這就需要及時增加供水量�?梢�,供水量是隨著壓縮比的增加而增加的。
 


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