水環(huán)式真空泵在不(bú)同工況時的運行特性
分析水環式真空泵(bèng)由開始工作直到極限壓縮比時的氣量、效率、軸功率和供水量的(de)變化特性。
1、水環(huán)式真空泵氣(qì)量
水環式真空泵在(zài)臨界壓縮比工況前,均是(shì)大限度地吸入氣體,即理論氣量始(shǐ)終不(bú)變。達到臨界壓(yā)縮比(bǐ)時,也就達到了水環式真空泵的大工作能力。’若進一步增加壓縮比,氣量就會降低。氣量為零時(shí),壓縮比就達(dá)到了大值。
2、水環式真空泵效率
水環式真空(kōng)泵的容積效率是不高的(de),因為水環(huán)式真空泵內壓(yā)縮腔的氣體通過(guò)葉輪頂部的徑向間隙泄漏到吸入(rù)腔裏。這種泄漏量(liàng)的大小,取決於壓縮腔與吸入(rù)腔的壓力差值和徑向間隙(xì)的大小。
水(shuǐ)環式真空泵開始(shǐ)工作時,水環脫離(lí)葉輪上麵的輪載遠,即其間的間隙為(wéi)大(dà)。隨著壓縮比的增加,這(zhè)個間隙逐漸減小(xiǎo),接近極限真空度時,比間隙為零,水環也就緊緊(jǐn)地(dì)貼(tiē)在輪(lún)毅上,從而消除了這種(zhǒng)通過徑向間除(chú)的泄漏。另外,泵開始工作時的壓力差小,隨著壓縮比的增(zēng)加而增加,泄(xiè)漏也隨之越來越嚴(yán)重。綜合來看,通過徑向間涼的泄漏隨著壓縮(suō)比的增加而減少,即容積效率逐漸提高。
除(chú)此之(zhī)外,氣體通過(guò)端麵間隙的泄漏是(shì)造成容積損失的另一個重要原(yuán)因,由於端麵間隙是常數,氣體的這種泄漏量(liàng)就隻取決(jué)於壓力差了,它隨著壓縮比的增加而增加。
實(shí)際氣量是隨著壓縮比的(de)增加而降低的,這也說明(míng)了總的容積損失是隨壓縮比的增(zēng)加而增加的。
氣量的降低,要(yào)靠水環內界線向葉輪中心方麵的推進,以便占據一部分氣體的(de)體積。水環內界線半徑的縮短,意味著葉輪浸入到(dào)水環(huán)中的部分增加,這樣流體動力損失中的液體動力損失也就增加了。而且在這種工況下,水(shuǐ)環外圍產生了部分的(de)禍(huò)流,這種渦流現象(xiàng)隨著壓縮比的增加而逐漸(jiàn)嚴重,渦流會(huì)造成巨大的水力損(sǔn)失。
可見,超過臨界壓縮比後,水環式真空泵的流體動力損失比臨界壓縮比之前的要大。在臨界壓縮比時,這種損失(shī)小,即流體(tǐ)動力效率高。
從以上容積效率和流體動力效率的分析可以看出:水環式真空泵在開始工作時,由於壓(yā)縮(suō)比為1,故效率為零,隨著(zhe)壓縮比的增加(jiā),水(shuǐ)環式真空泵的總損失逐漸降低,有(yǒu)效功率逐漸(jiàn)提高,所以水環式真空泵的效(xiào)率也隨之提高,達到臨界壓縮比(bǐ)時,泵的損失小,有效功率達到大值,因而效率高。當超過臨界壓縮比後,隨著壓縮比的增加,有效(xiào)功率(lǜ)逐漸下降,流體(tǐ)動力損失劇烈(liè)增加,水環式真(zhēn)空泵在這一階段(duàn)內的效(xiào)率下降很(hěn)快,達到極限壓縮比時,由於氣量為零,效率也就為零。
3、水環式真空泵軸功率
水環(huán)式真空泵開始工作直到臨界壓縮比時,水環(huán)式真空泵的有效功率一直上升(因有效功率公式中(zhōng)的氣(qì)量(liàng)不變而壓縮比增加之故),雖(suī)然損失逐漸降低,但總的說來軸功率是增加(jiā)的。超過臨界壓縮比後,盡(jìn)管壓縮比逐漸(jiàn)增加,但因氣量急劇下降,故有效功率還是逐漸下降,又由於損失增(zēng)加更快,所以軸功率仍然是一直(zhí)增加的。可見,水環式真空泵的(de)軸(zhóu)功率(lǜ)隨壓縮比的增加而增加,一般在極(jí)限壓縮比時達到大(dà)值。
4、水環式真(zhēn)空泵供水(shuǐ)量(補充水水量)
水環式真空泵供水的目的,是為了補(bǔ)充水環在運(yùn)行時所消耗的水和冷卻壓縮氣體所產生的壓縮熱,保持水(shuǐ)環式(shì)真空泵的等溫壓縮。
隨著(zhe)壓縮比的(de)增加,水環通過排(pái)氣(qì)孔流出的(de)水量也逐漸增加。又由於軸功(gōng)率也隨之相應增加,產生(shēng)的壓縮熱也會增加。這就需要及時增加供水量。可見(jiàn),供水量是隨著壓縮(suō)比的增加而(ér)增加的。