真空测量方法

一、前言电机传动
    本文涉及到的有关名词和术语:
1.真空度:当以mmHgTorr)或KpaPa为单位时,指的是绝压,又称残压、压力,剩余压力或吸入压力。
    当以Mpa为单位时,指的是弹簧真空表的表压,例:-0.078Mpa。那么绝压应为0.1-0.078=0.022Mpa
2.抽气量:单位时间通过泵入口处气体的质量流量,常以当量不凝气和当量可凝气标称,单位为kg/hr
3.当量不凝气,对非20空气或其它不凝性气体,按其分子量和温度折算成20的空气质量流量,单位为kg/hr
4.当量可凝性流量:对非20的水蒸汽或其它可凝性气体,按其分子量和温度折算成20的水蒸汽质量流量,单位为kg/hr
5.工作蒸汽耗量:在额定工况下,单位时间内通过拉瓦尔喷嘴的工作蒸汽的质量流量,多级喷射泵则指通过全部拉瓦尔喷嘴的总质量流量,单位为kg/hr
6.冷却水循环量:在额定工况下,单位时间冷却水的体积流量,多只冷凝器则指总体积流量,
单位为M3/ hr
7.冷却水耗量:在额定工况下,循环冷却水在冷却塔中降温时在单位时间内蒸发和损失的水量(估计值)。单位为kg/hr
二、真空度的测量
    测量真空度一般有五种方法:
1. 与外界大气压力相比较。
    在图一中,装有水银的U形管两端开口。一端直通大气,另一端与真空系统连接(设压力为PA),两端的水银柱的差为h,若设大气压为P,有PP羊角钩A=h
PA=P-h mmHg
    但是,我们必须注意,大气压并非为760mmHg,气压计只有在海拔高度为零时,其读数才代表当地当时的大气压。
    设若在某地区某一时,大气压计读数为球墨铸铁管qiumoggPB,而海拔高度为H,则该地区实际大气压为:
P=PBH/10 mmHg
因此,真空系统的压力为:PA=Ph=PBH/10h mmHg
    这一例子的实用形式即为了弹簧真空表。
    弹簧真空表是按0.1Mpa这一压力作为基准而设计,制造的,因此,在实际使用中应根据本地区的实际气压情况进行修正。
2.与绝对真空相比较
    在图二中,使用的U型管一端封闭且充满水银(注意:不能有气泡夹在里面),另一端开口并与真空系统(设若压力为PA)连接,U型管的两端水银柱高度为h,则真空系统内压力:
PA=h
    这一方法,在实际生产中直接应用时称微型U型计或残压计。
    PA<2mmHg时,为避免水银的毛细作用和观察者视差,可将微型U型计内的汞换成粘度较低的油(挥发率较低的植物拉油也可),若油的比重为r,则:
    注意:封闭端必须充满油,决不能以夹带任何气泡
3.利用气体的波义耳定律进行测定:
    在图三中,所示的转动式真空计,V1为水银储存器(平时水平放置,储有水银),使用时,将V1置于高处,使V1内的水银注入V2d管内,设M-M捯陨喜课坏腣2d管的体积为
V,则:

    则:P=K×h×h' -----1
    若在结构设计和水银灌装中使水银能达00’平面,
    则:P=K×h2----------2
    这就是在实际生产中使用的转动式麦氏真空计的测量原理,因此,一旦水银不能达到00'平面,就必须对测量结果按(1)式进行换算。
    由上我们可以知道,麦氏真空计只能用于测量不凝性气体分压。
拉面粉    当水蒸汽喷射真空泵处于极限工作状态时,由于抽吸和返流相平衡,这时系统内的气体由不凝气与可凝汽两部分组成,所以利用麦氏计测出的数据并不代表真实的压力,只能用作参考值。
当水蒸汽喷射真空泵处于抽除不凝性气体的工作状态时,工作蒸汽的返流可忽略不计,这时麦氏计 测得的数据可以视为系统的实际压力。
4.利用泵或系统内的温度来计量真空度:
    水的物理特性表明,在不同温度下,水的饱和蒸汽压是不同的,两者有着对应的关系。
    在日常生活中,当我们在一定压力(P)下加热水时,如果温度达到t=ts(压力P所对应水的饱和温度)时,水成为饱和水,再转化为湿蒸汽、干饱和整汽、直到过热蒸汽。压力P变化ts也随之变化。在P1atm(1个标准大气压)时,ts=100;当P2atm(2个标准大气压)
ts=120.5。在P=0.57atm时,ts=85,这就是西藏地区水在80左右就开(沸腾)的原因。
    因此,在真空制冷中,系统内压力下降时,ts将不断变小,只要系统内水温tts那么水将沸腾、汽化并被真空泵抽走。
假如系统有外加热源,那么系统内的水将全部蒸发光,真空度的上升取决于抽速和汽化的速度差。
  假如系统无外加热源,那么汽化带走热量将使剩余水的温度不断下降,直到t=ts。这时系统内残压即为水的饱和蒸汽压。我们可以通过测量剩余水的温度或存水处容器的温度tA来预知饱和蒸汽压PA,如图四的A点。
    t<0℃时,那么空气中的水汽将在系统的外表面凝结,甚至结冰。
    如果系统内无明显的存水点,我们可从扩压管与喷嘴喷出蒸汽的交界面上来测温度tB,从而预知饱和蒸汽压PB,如图四的B点。
    由于大气和蒸汽管道传热的影响,由A点和B点测得的tAtB将比tH立磨衬板大,可以肯定系统内真空度(残压)PH小于PAPB。这就是温压转换器的基本工作原理。
    以下为水的饱和蒸汽压与温度的对应关系表:
5.其它真空仪表
    在水蒸汽喷射真空泵的工作真空度范围,我们还可以选用薄膜式真空计,振膜式真空计,电阻式真空计等真空测量仪表。
    但薄膜式真空计适用于无极性分子的抽气场合,因此,测量口应离开喷射泵抽气口相当远的距离以避免水蒸汽分子的影响,且价格较贵。
    电阻式真空计价格适中,其测量电路有定压式、定流式、定温式三种,常用为定温式电阻真空计,但对噪声、振动比较敏感,零位漂移比较大。
    有条件的单位,以选用振膜式真空计为佳。在进口设备中较常见。
三、抽气能力的测定
1.流量喷嘴
    按图五制定各种直径的流量喷嘴符合以下关系:
2.测试罩
    图六所示为空气临界流量测试罩。
3.图七所示为水蒸汽临界流量测试罩。
4.图八为空气临界流量和水蒸汽临界流量相结合的测试罩。
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5.测定方法
a.选择测试罩。
b.选择合适直径的空气和蒸汽流量喷嘴。
c.启动蒸汽喷射真空泵,根据额定的蒸汽压力、温度及冷却水压、水温使泵处于正常工作状态,并记录蒸汽耗量,冷却水循环量等参数。
d.在测试罩上选择不同直径的空气流量喷嘴,放入不同量的空气,在喷射泵的泵头上读出实际工作真空度,并记录之,即可取得该泵抽空气量的实际工作性能曲线。
e.在测试罩上装配一定直径的蒸汽流量喷嘴,调整测试蒸汽压力,给喷射泵放入不等量的
水蒸汽,在喷射泵的泵头上读出实际工作真空度,并记录之,即可取得该泵抽水蒸汽量的实际工作性能曲线。
f.根据d.e.测试结果,重复并同时做d.e.这两项工作,则可获得喷射泵在同时抽空气和水蒸汽时的实际工作能力曲线。
g.注意:以上测得的数据应根据被测气体温度换为20温度下的当量气体。
h.抽除当量气体的能力为真空的抽气量考核指标。

本文发布于:2024-09-22 09:34:25,感谢您对本站的认可!

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