水環(huán)式真空泵在不同工況時(shí)的運(yùn)行特性
2012-05-09
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，均是有效地吸入氣體，即理論氣量始終不變。達(dá)到臨界壓縮比時(shí)，也就達(dá)到了水環(huán)式真空泵的工作能力。’若進(jìn)一步增加壓縮比，氣量就會(huì)降低。氣量為零時(shí)，壓縮比就達(dá)到了大值。
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?yàn)樗h(huán)式真空泵內(nèi)壓縮腔的氣體通過(guò)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(kāi)始工作時(shí)，水環(huán)脫離葉輪上面的輪載，即其間的間隙為大。隨著壓縮比的增加，這個(gè)間隙逐漸減小，接近極限真空度時(shí)，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(guò)徑向間除的泄漏。另外，泵開(kāi)始工作時(shí)的壓力差小，隨著壓縮比的增加而增加，泄漏也隨之越來(lái)越嚴(yán)重。綜合來(lái)看，通過(guò)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(guò)端面間隙的泄漏是造成容積損失的另一個(gè)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(shí)際氣量是隨著壓縮比的增加而降低的，這也說(shuō)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(dòng)力損失中的液體動(dòng)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(huì)造成巨大的水力損失。
可見(jiàn)，超過(guò)臨界壓縮比后，水環(huán)式真空泵的流體動(dòng)力損失比臨界壓縮比之前的要大。在臨界壓縮比時(shí)，這種損失小，即流體動(dòng)力效率高。
從以上容積效率和流體動(dòng)力效率的分析可以看出:水環(huán)式真空泵在開(kāi)始工作時(shí)，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(shí)，泵的損小，有效功率達(dá)到大值，因而效率高。當(dāng)超過(guò)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(dòng)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(shí)，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(kāi)始工作直到臨界壓縮比時(shí)，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(shuō)來(lái)軸功率是增加的。超過(guò)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?jiàn)，水環(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(shí)達(dá)到大值。
4、水環(huán)式真空泵供水量(補(bǔ)充水水量)
水環(huán)式真空泵供水的目的，是為了補(bǔ)充水環(huán)在運(yùn)行時(shí)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(guò)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(huì)增加。這就需要及時(shí)增加供水量?？梢?jiàn)，供水量是隨著壓縮比的增加而增加的。
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