氣體泵與液環泵的匹配

      目前氣體泵的極限壓力水平不高, 差的只達到1.3×103 Pa, 好的也只有( 5～6) ×102 Pa。我們認為關鍵在于液環泵與氣體泵的抽速配比是否合適, 配比不合理, 會破壞氣體泵的工作, 使極限壓力升高, 甚至使氣體泵失去作用。曾在PQ- 6 氣體泵與2SK- 6 液環泵組合上作過抽速配比對氣體泵極限壓力影響的試驗。在液環泵進口按裝一個閥門, 以調節液環泵的抽速。曲線1 為氣體泵極限壓力最低時( 3 . 6 × 102 Pa) 液環泵的抽速曲線, 抽速低于曲線1 時, 氣體泵極限壓力會上升( 穩定) , 抽速下降到曲線2 時, 氣體泵極限壓力產生波動( 1 . 25 × 103 Pa ～ 1 . 34 × 103 Pa) , 直至抽速降到曲線3 時波動才停止, 但這時氣體泵的極限壓力已跌至2 . 68 × 103 Pa , 說明氣體泵已完全失去作用, 并反而因噴嘴有驅動氣體進入而影響液環泵的工作。

圖9：氣體噴射泵與液環泵抽速的匹配

        上述試驗表明液環泵與氣體泵的抽速配比有一臨界值, 超過此臨界值氣體泵的工作就不正常。根據我們的試驗數據統計, 在最佳抽速配比時, 氣體泵有最低的極限壓力, 約為2.7 ×102Pa～4.0×102 Pa, 此時壓力比K0= 液環泵入口壓力/氣體泵入口壓力=16～19, 壓力比K0 值的選取對氣體泵噴嘴口徑的計算非常重要。

氣體泵噴嘴孔徑的計算

對氣體泵而言

G0 + G1 = G2 ( 1)

式中G0—— —氣體泵驅動氣體量, kg/h

G1—— —氣體泵抽氣量,kg/h

G2—— —液環泵抽氣量,kg/h

極限壓力時, G1 = 0、G0 = G2 ( 2)則

P0S0 = P2S2 ( 3)

S0 = 101325*G0/3.6*ρ20*P0L/s ( 4)

( 4) 式代入( 3) 式整理得:

G0 = 3.6*ρ20*P2*S2/101325=4.2546×10- 5×P2S2 ( 5)

式中ρ20—— —20℃時空氣密度, 1.1975 kg/m3

P0—— —氣體泵極限壓力, Pa

P2—— —氣體泵極限壓力時, 液環泵的入口壓力, Pa

S2—— —氣體泵極限壓力時, 液環泵的抽速, L/s

又由噴嘴流量計算公式:

G0 =0.01142344*α'*Pb*d2/T !( 6)

式中d0—— —噴嘴孔徑, mm

α' —— —噴嘴效率系數, 0.97

Pb—— —標準大氣壓, 1013.25 hPa

T—— —標準環境溫度, 293°K

代入整理得:

d0=1.2347*G0mm ( 7)

2.3 例PQ- 12 氣體泵噴嘴口徑計算( 前級SK- 12)極限壓力取P0=4 ×102 Pa，查SK- 12 性能曲線入口壓力為6.8 ×103 Pa時, 抽速為S2=165 L/s( 水溫15℃) 。考慮夏季水溫25℃時,