真 空 选 型1、 如何选配机组:① 看介质确定选什么泵或机组;② 看工作真空度来决定泵或机组的级数; ③ 看流量选主泵;④ 根据工作真空度来选中间泵(前级泵)。
2、一般情况下,水环泵在15℃时,极限真空为33mbar,则在25℃时的极限真空度可根据:P P +真空饱和蒸气压残=P 计算。
例如:15℃时 P 饱和 P 真空 12.79mmHg(1705pa) 3300paP P +真空饱和蒸气压残=PP 残=3300-1705=1595pa ≈1600pa25℃时 P 饱和 P 真空 23.76mmHg(3168pa)P 真空=3168+1600=4768pa ≈5000pa 因此,水环泵在水温为25℃时的极限真空大约为5000pa.对于水环罗茨机组,第一级排出压力P 出可根据“压缩比表”计算。
P P P ÷≈÷出出出=500030170pa(泵做的好的时候)=500010=500pa(泵做的差的时候)我们在计算时,一般压缩比取其最好与最差的中间值。
3、 客户参数① 被抽介质:空气,无腐蚀性 ② 介质温度:100℃~200℃ ③ 工作真空度:0.5pa ④ 极限真空:0.1pa⑤ 放气量:10m 3的罐子,30分钟抽到0.5pa ⑥ 普材求配一套机组。
解答:根据客户提供的数据,假设选JZJX300.70A 两级机组,则,如图: P 1ZJ300P 1 ZJ300的启动压力P 2 P 2 2X-70A 的启动压力 2X-70A ZJ300的压差△P=5000pa ,则P 2= P 1+5000根据流量相等的原则可得,12130070(5000)701500P P P pa⨯=⨯=+⨯≈1得P我们知道,机组当中,最先由前级泵启动,那么也就是说前级泵2X-70A 从大气(1000mbar )开始工作到15mbar(1500pa),主泵ZJ300从15mbar(1500pa)工作到0.5pa 所以,相当于1000mbar 15mbar2X-70A 工作,考虑到泵的间隙问题,按63L/S (或65L/S 或其它抽速)的抽速计算,11311 2.3lg 101010002.3lg 6315665()11i ooP P V t S P P t t s -=⨯-⨯=⨯⨯=≈分钟从1500pa 0.5paZJ300工作 取其抽速为200L/S 则3222101015002.3lg2000.56.611 6.617.6t t t t t ⨯=⨯⨯≈∴+=+=∴→→→1总i o 1分钟=t 分钟<30分钟JZJX300.70A 机组满足要求。
注:P 设备开始抽气时的压力 P 真空室的极限压力 P 设备经时间后得到的压力4、 对于罗茨水环机组计算主泵进气口的压力 假设有一机组,如图所示 P 2 →ZJ600 →2P ∆=4000paP 1→ZJ300 →1P ∆=5000paP 1+∆P 1→200L/S 水环泵计算如下:1、 先开前级泵B 3由大气压P 0抽到P 1(B 2的启动压力),所以112200(5000)30010000P P pa B ⨯+=⨯=→1得 P 启动2、 算ZJ6002222600300()4000P P P P pa ⨯=⨯+∆=→启动压力5、 极限压力的求法PP KP =极-前级泵的极限真空(或机组)K -压缩比6、 罗茨泵启动压力的计算设有一套JZJS150.131机组,问:当前级泵抽到什么真空时才可开启罗茨泵? 解答:根据功率需先算得压差P ∆36000170 3.6315015000360000.85th th th S P N N S S S S P P mbar paηηη⨯∆=⨯--⨯⇒→⨯⨯∆⇒∆==⨯电机功率泵的理论抽速-抽气效率=有效抽速=Q 1→ZJ150Q=S ⨯PQ 2Q 1=Q 2S 1⨯P 1=S 2⨯P 2→131P2-P 1=P ∆S 11121111111()150120(15000)150120120150003012015000600001013256000041325S P S P P P P P P P P pap Mpa⨯=⨯+∆⨯=⨯+=+⨯=⨯='=-=*一般情况下,罗茨泵的启动压力为其最大压差的1.5倍左右。
例如:ZJ150的最大压差是6000pa =60mbar,那么启动压力就是水环泵将系统压力抽到90mbar (-0.092Mpa)时才可启动。
对于多级罗茨水环真空机组,一般罗茨泵与水环泵的抽速比不大于2.在真空度较低的工艺条件中的抽速比应小于1:2,此外水环泵的抽速和水温有密切的关系,因此对于南方地区及无冷冻水的地方尤其应注意真空泵的抽速配比。
已知气体的质量,分子量,温度,求流量? 。
是指该气体所在的真空注:此处的“真空度”真空度分子量质量)/(2732737604.223h m t +⨯⨯⨯ 7、机械真空泵的性能参数抽气速率(体积流量):单位:L/s ;m 3/h在一定的压力、温度下,真空泵在单位时间内从被抽容器中抽走的气体体积。
a) 极限压力(极限真空):单位:pa ;torr真空泵的入口处经过抽气后所能达到的最低的稳定的压力。
b) 启动压力:泵无损坏启动并有抽气作用的压力。
c) 最大压差:泵正常工作时,其进排气口压力的最大差值。
P 出-P 入 d) 最大前级压力:超过了能使泵损坏的前级压力。
e) 最大工作压力:对应最大抽气量的入口压力。
在此压力下,泵能连续工作而不恶化或损坏。
f) 抽气量:(Q 单位:Pa.m 3.s -1;Pa.l.s -1) 流经泵入口的气体流量。
8、真空系统技术参数(一)、真空室的极限真空:真空室的极限真空由下列公式决定:P j=P0+Q0/S P (Pa)式中P j―真空室所能达到的极限真空(Pa),P0―真空泵(机组)的极限真空(Pa),Q0―空载时,真空泵长期抽气后真空室的气体负荷(包括漏气、材料表面放气等)(Pa.l/s)S P―真空室抽气口附近真空泵(机组)的有效抽速(l/s),由此可见,真空室的极限真空通常总是低于真空泵(机组)的极限真空,两者的差别取决于Q0/S P。
(二)、真空室的工作压力:真空室的正常工作时的所需的工作压力由下列公式决定:Pg=Pj+Q1/SP = P0+Q0/SP +Q1/SP (Pa)式中P g―真空室的工作压力(Pa),Q1―工艺流程中真空室的气体负荷(Pa.l/s)。
因此,在选择真空泵或真空机组时必须考虑其极限压力须比真空室的工作压力好一到半个数量级以上,同时必须考虑,在此工作压力时真空泵或机组应在其最高抽气效率点或附近。
(一)、泵的抽速接近常量时的抽气时间计算:1、系统漏气量Q0很小可以忽略时,真空设备的压力从Pi降到P所需时间t,如果流导很大(U>> S P)时,则S≈S P:t=2.3V/S*lg(Pi /P)=V/S*ln(Pi /P) (s秒)如果流导U不可忽略时1/S=1/ S P +1/Ut=2.3V/S*lg(Pi /P)= 2.3V*(1/ S P +1/U) S*lg(Pi /P) (s秒)2、如果系统漏气量Q0很大不可以忽略时(这种情况实际不允许的),真空室所能达到的极限压力P0= Q0/S,真空设备的压力从Pi降到P所需时间t,如果流导很大(U>> S P)时,则S≈S P:t=2.3V/S*lg(Pi- P0 /P- P0)=V/S*ln(Pi- P0 /P- P0) (s秒) 如果流导U不可忽略时1/S=1/ S P +1/Ut=2.3V/(1/ S P +1/U )*lg(Pi- P0 /P- P0) (s秒)式中t-抽气时间(S);V-真空设备的容积(L);S-泵的有效抽速(L/S);S P -泵的名义抽速(L/S);P-设备经t时间的抽气后的压力(Pa);Pi -设备开始抽气时的压力(Pa);P0-真空室的极限压力(Pa);U-管道的流导(Pa);(#流导计算在后面有补充)Q0-空载时,长期抽气后真空室的气体负荷(漏气、材料放气)9、真空泵的选择与真空泵机组各泵的配比(一)选泵在设计一套使用方便、工作可靠的真空系统时,选取主泵是不能只追求某一项指标,必须根据使用条件、工艺要求多方面进行综合考虑。
真空系统选取主泵的主要依据是;1.空载时真空室所需达到的极限真空度。
根据真空室所需要建立的极限真空确定主泵的类型,选取主泵的极限真空要比真空室的极限真空高,通常为高半到一个数量级。
2.真空室进行工艺生产或实验时所需的工作压力选配主泵。
这项要求比较重要,因此要求能够掌握主泵的最佳抽速的压力范围,各类真空泵工作压力可参考图一和图三各类真空泵或真空泵机组性能曲线图或相应真空泵或真空泵机组性能曲线。
真空室的工作压力一定要保证在主泵的最佳抽速的压力范围内。
所需要的主泵抽速由工艺生产中的放出的气量、系统漏气量及所需的工作压力来决定。
3.被处理的介质不会对真空泵的密封介质造成破坏或影响真空泵性能。
A.计算主泵的有效抽速根据真空室要求的工作压力Pg,真空室的总气体量Q,计算泵的有效抽速:S=Q/ Pg式中Q为真空室的气体量(pa.L/s)。
Q通常由三部分组成,即Q=Q1+Q2+Q3式中Q1-真空室工作过程中产生的气体量,Q2-真空室及真空元件的放气量,Q3-真空室的总漏气量。
B.确定主泵的抽速根据主泵的有效抽速S及泵与真空室之间的连接管道的流导U确定主泵的抽速Sp 由流导公式1/S=1/ S P +1/U则Sp=S×U/(U-S)由上面公式可见,为了增大有效抽速S必须增大流导U,为此要求连接管道要短而粗。
一般管道直径不得小于主泵的入口直径。
(二)、配泵主泵选定之后,主要问题是如何选配合适的前级真空泵,选配前级泵的原则如下:1.要求前级泵造成主泵工作所需的预真空条件。
2.在主泵允许的最大排气压力下,前级泵必须将主泵所排出的最大气体量及时排走,前级泵的抽速须按照该泵在实际入口压力时的实际抽速。
一般在罗茨油封机械泵真空机组中主泵与前级泵的抽速比为5:1~10:1在罗茨水环真空机组中如果是二级机组主泵与前级泵的抽速比为3:1~2:1;如果是三级机组主泵与中间罗茨泵的抽速比为4:1~3:1而中间罗茨泵与前级泵的抽速比为3:1~2:1;由于每个真空系统连续工作压力有所不同,但是在选配机组时必须掌握以下几点:1)、主泵必须在最佳工作效率(为最大抽速的70%以上)的允许使用压力范围内工作,可参考上图三曲线;2)、主泵或中间泵的压缩比不得其超过允许范围; 3)、根据工艺要求选择合适的前级泵;4)、前级泵与罗茨泵的配比尽可能小,这样当前级泵性能有所下降时,真空泵对系统的抽真空性能不会有大的影响。