罗茨泵的后冷却器的设计要求(2)

2009-08-13 杨乃恒 东北大学

  经过冷却器管道的气体,进入吸气室的体积(折合成大气压下的体积量),用q(升)表示。其返流量q示于图10的纵坐标,横坐标为冷却器的序列号,当转数为n=180转/分,进气压力P1分别为80、130、180Torr时,在冷却器管子序列号1至5的范围内,返流的气体量q有明显的下降,而在5-9的范围内,回流量稍有回升。

  从而可以得出结论:当转子扫过管子序列5时,吸气室内的压力平衡基本完结。当转子扫过6-9的时间内,吸气室的气体量已经平衡到出口压强,则经过转子与泵腔壁之间的间隙而渗漏进入泵的吸入侧,因此在6-9期间任要有一定的量补充进去以弥补间隙的渗漏。故在5-9之间,回流气体量有些上升,是由于转子旋转期间,在间隙里的流动阻力变化所致。压力差ΔP=P2−P1, 在实验的压力范围,对于吸气室的压力平衡的到达时间并无显著影响。当转数为400、656和1000转/分的回流量曲线,其基本形状相似,但返流量q的最小值,随着转数的增加,而越向右移动。(因为返流量q随转数越高则越下降,而来不及达到足够的回流量,所以qmin不出现在5处,而在7处,即向右移了)。

  充气过程中冷却器内的热交换:对于这种类型的冷却器的传热进行测定,不论是整个还是单体冷却器,得出沿冷却器宽度上热交换的规律。

  对于每个冷却管均设有单独的进出水管,故可测得单个冷却器的传热情况,如图14.

单个冷却器的传热情况 

  进行测定冷却水的流量VI,出口水温tAI(i=1~6)以及入口温度tZ(因为水的入口温度各管是共同的,均相等)。因此,可算出水带走的热量也就是冷却器的传热量Q(Kcal/h)

  泵吸气室内气体被加热,除对气体种类有关外,还取决于转数n,吸入压力1P、吸气温度、压缩比P2/P1等。

  传热量的测量是在极限压力,抽速S=0,最大压缩比的情况下测定的。只将冷却器的一半进行测量就行了,因为是对称的。冷却器排号1在边缘处,而6则在中间,故只测1-6的位置上的传热情况。

  测量时转数从1170转/分(ΔP=71.4Torr)到1609转/分(PΔ=22.4Torr),如图15所示

  测得的换热曲线与回流曲线有相似之处。传热的最大值Qmax都是在1号位(外边的)。1号单体冷却器发生这说明回流量Qmax最大,则传热量也最大。曲线上Qmin值在2和3单体冷却器之间。此时,回流过程完结。

  对整个冷却器测得的结果:在抽速为零,转速为n=1430转/分时,求得传给冷却器的热量与压缩功率的关系,所得曲线为异步电机n=1430转/分,功率Pk=30kw,转数变化小于2.5%的情况得到的.冷却器的效率是单位时间内冷却器传走的热量与压缩功率之比,用η表示。通常η=0.71~0.83内变动(Pk= 1~30kw) 。

  气体循环冷却罗茨泵可以用到高压差和压缩比不受限制的场合。在压缩过程中和排气状态所产生的热量通过排气处的冷却器循环冷却的气体散掉。当抽气腔对吸气口和排气口处于关闭状态时,冷却的气流从排气侧进入到抽气腔,充气达到排气压力为止。冷却的气体的吸入是通过转子来控制。因此这种泵不会过热。

  冷气体管路的接头是位于泵侧的壳体上,这时转子的设计要防止冷气体返流到吸气侧。而且这要和泵的压差和旋转速度无关。因此抽速不受影响。(这种转子通常用大头的转子或三叶转子)。

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