水环真空泵抽真空系统装置曲线.pdf

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水环真空泵抽真空系统装置曲线
孑

任德高
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(武汉群茬天辛械系)2、22
0
期
SystemCurveofVacuumSystemforWaterRingVacuumPump
日弋弓
RenDegao
(WuhanUniversityofScienceandTechnology)

Abstract

_Thjspaperdibdsystemcurve】ncdigystemGuFvedefinIljo耵tdrawingandfu兀ctj。／／

FinallyadjustmentmethodofoperatingpaintofwaterringvaCUUlT~pumpintroduced．

摘要真空系统装置曲线在用水环真空泵抽真空的系统之中，占有重要的地位。常用水环真空泵
的特性曲线与真空系统装置曲线的交点是否位于高教率的区域来选择水环真空泵或设计真空装置系
统本文就真空系统的装置曲线的定义缍图、特性等一系列有关的问题作了叙述。
关键词：水环真空泵真空系统装置曲线

水环真空泵的性能曲线是表示真空泵的流量与真空度的关系曲线，在抽真空系统中，该曲
线是选择真空泵的重要参考。但是，仅仅依靠真空泵的性能曲线来选择水环真空泵是不够的。
因为该曲线仅仅表示某台水环真空泵在多大的流量下能够产生多大的真空度在抽真空系统
中，通过多大的流量需要多大的真空度也是必须了解的，只有该系统的这种需求和水环真空泵
的能力相符合，这种泵的选择才是可行的、合理的。表示被抽真空系统的流量与真空度的关系
曲线称为装置曲线。

一
、真空装置曲线’

1．抽真空装置系统
抽真空装置系统一般由被抽容器、管道、阀门、
仪表、水环真空泵等组成，如图1所示。
由流体力学知．单位重量且重度为的气体自
容器1抽至大气所需要的能量为

一日++等+∑zXh(1)
式中H为被抽容器至水环真空泵的高度．如水环
真空泵位于被抽容器的下方．则为负值；为水环
1被抽窖器2．真空压力表3．管道4．阀门
真空泵的排气压力，一般为大气压(绝压)；为被5，水环真空泵
图1抽真空装置系统
收稿日期1999—06—16邮编430081F1Vacuumsystem

真空第5期

压力(绝压)为动能修正系数一流态为层流．其值抽容器的真空为2．流态为紊流，其值可取
为1．流态的判别方法见后；u。为水环真空泵排气管的速度；』2△^为整个抽真空装置的总能
量损失，它是计算e值的关键，具体计算方法见下节。
2．装置曲线的绘制
绘制装置曲线之前，必须先求出装置方程，即表示装置系统真空度(或真空压力)与通过流
量的关系的方程，为此．将(1)式改写成下面形式
P=Ye=日+P一P+专P：u；+∑Ap(2)
式中，∑Ap=∑△^∑Ap，+∑△p△p，称为沿程压力损失．其值随流态而异；△p称局
部压力损失，其值大小与流速及局部阻力的形式有关。
(1)沿程压力损失Ap，的计算
首先需要确定气流的流态。流态是气体流动的状态，分为两大类，层流和紊流，其判别式如下

R一<23Z0为层流
“

R一>2320为紊流

式中，胎称为雷诺数，无量纲；P为气体密度；为气流速度；d为管径；为气体的动力粘性系
数。某些气体的参数见表1。
表1所列诸值均是指在0℃(273K)和101325Pa压力下的值。
气体的动力粘性系数可以认为与压力无关．但温度对其影响较大．其值由下式确定

273__Cf丁＼
IJ
式中．丁为气体绝对温度；。与C值均见表1。
气体的密度随压力和温度的变化很大．它们之间的关系服从理想气体状态方程

一R丁
P
式中．为气体常数．见表1。
表l常用气体的值

Table．IV“Iuesfortypicalgases

空气术蒸汽I氧氢氯l一氧化碳二氧化碳l二氧化硫
un(10。Pa·s117．0g8、9319．284166l16．8138l11．6
(kg·m。0)12930，8011432．93l1251．973ll25
R(11kg·K)287464Z604125297l2971891130
Cl1l961I12571104I100254306

如果被抽气体的流态为层流，则

，，
Apl=jP(3)

式中·为措程阻力系数·对于层流，一苗；为营长；为管径，若管并非同一管径，即由几段
不同的营径组成，则应分段计算压力损失，然后相加。
若气体流态为紊流，仍可利用式(3)计算压力损失，只是值有所不同。
紊流又可分为四个区域，即临界区，光滑管区、过渡区、阻力平方区。到底设抽气体位于哪

第5期任德高：水环真空泵抽真空系统装置曲线

一区域，则是由被抽气体的雷诺数Re,管道粗糙度e与管径的比值号所确定，不同区域的不
同的点．所对应的沿程阻力系数值