水环真空泵抽饱满空气体积流量的核算公式推导及使用docx

  水环真空泵抽饱满空气体积流量的核算公式推导及使用 本文就水环真空泵气量测定办法的国家规范中提出的核算饱满空气体积流量公式展开了推导并阐明其使用条件，对已知饱满空气体积流量核算干空气体积流量的公式展开了推导。  水环真空泵(以下简称水环泵)体积流量的出厂查验国内都是抽环境空气查验，并以国家规范中规矩的大气压力为101.325kPa、空气温度为20℃、相对湿度为70%(国外一般为50%)、补充水为15℃作为规矩条件给出水环泵的体积流量和轴功率功能曲线。国外一般也都是抽环境空气查验。因为环境空气经调节阀节省后所含水蒸气分压力很小，所以国内外都视环境空气为干空气，即水环泵抽环境空气的功能曲线为抽干空气的功能曲线 为我国国家规范GB/T 13929-20** 《水环真空泵和水环压缩机实验办法》中引荐的用环境空气测定体积流量的实验设备示意图。  因为许多使用工况，如电厂冷凝器抽真空体系是抽含饱满水蒸气的饱满空气，因而国内外许多水环泵的出产企业都供给了抽饱满空气的功能曲线。在德国工业规范DIN 28431《真空技能液环真空泵检验规矩》中供给了抽含饱满水蒸气的环境空气实验体系设备示意图(图2)。我国国家规范GB/T 13930-20**《水环真空泵和水环压缩机气量测定办法》[2]附录B(材料性附录)中也引荐了与德国规范类似的实验设备示意图。水环泵体积流量的测定国内外一般都是用差压设备，如孔板、喷嘴、文丘里管等，这些差压设备都是按抽干空气标定(压力101.325kPa、温度20℃、湿度50%)，所以国家规范中提出了用引荐的测定设备测定的干空气体积流量核算饱满空气体积流量的公式：  图1 水环泵抽环境空气实验体系设备示意图  由饱满空气流量核算干空气流量目前国内大部分水环泵出产公司能够供给的技能指标都是在以下条件下得出的：大气压力为101.325kPa、进水温度15℃、吸入气体为20℃饱满空气即吸入状态下相对湿度为100%的湿空气。假如使用工况也为温度附近的饱满空气，能够按出产厂供给的饱满空气气量及轴功率功能曲线选型。但关于使用工况是抽干空气或含水蒸气量很小的气体，如使用环境空气变压吸附制氧、风洞实验、煤矿抽瓦斯气体、变压吸附脱碳与制氢等，这些工况条件假如按饱满空气功能曲线kPa 以下差错就比较大。因而要由已知的饱满空气体积流量Qstb 核算干空气体积流量，可得出大气压力为101.325kPa、进水温度为15℃、吸入气体为20℃的环境空气的体积流量。  因为进入泵内冷却水的温度为15℃，可以为20℃的饱满空气进入泵腔后悉数被冷凝为15℃的饱满空气。由水环泵的作业原理可知，水环泵是容积式真空泵，体积流量是吸气终了方位的吸气截面积与该截面积气体均匀流速的乘积，也便是说水环泵吸入气体为20℃饱满空气的功能曲线上的体积流量值是在泵内被冷凝为15℃的饱满空气体积流量Qstb，其间干空气的质量流量为：  (10)式中T15为热力学温度，即T15=273.15+15=288.15K，。由(10)式和(3)式可得出吸入压力为p1、温度为20℃、湿度为70%的干空气的体积流量的核算公式(推导从略)：  由(11) 式核算得出的15kPa 以下工况点的干空气体积流量与40kPa 工况点饱满空气体积流量(该工况点水蒸气分压力与总压力比值较小可近似以为与干空气体积流量持平)的比值与国外多个厂家的干空气体积流量功能曲线kPa 以下各点体积流量与40kPa 工况点体积流比比较挨近，实验也已证明，因而能用(11) 式由某一吸入压力下20℃的饱满空气体积流量值核算干空气体积流量值做参阅挑选真空泵。

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