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微型氣體泵氣路的流導計算方法分析

點擊次數:478 發布時間:2018-07-25
  微型真空氣體采樣泵常常又被稱為微型氣體泵、取樣泵等,其特點是效率高;運動機構與輸送介質完全隔離、對介質無汙染;非動密封,無泄漏;可靠性好;體積小、重量輕;具有自吸能力;不怕空轉;無需潤滑保養;自身噪音低。微型氣體泵作為真空水泵使用時,無需灌泵,啟動後立即吸水排水。它既能抽氣又能抽水,無水時也不怕幹轉。微型氣體泵的優點尤其是小巧、無汙染性、自吸性使它在科學實驗、儀器儀表行業等場合得到了廣泛運用。微型氣體泵采用了先進的無刷電機,高品質的長壽命部件,杜絕了雜波幹擾。在調節流量上實現了突破,自帶PWM(脈寬調製)線,能方便可靠地調節流量,克服了原來降壓調速的一些缺點。能輸出電機轉速反饋信號,可實時監控。具有完善的自我保護功能,在泵卡死、過熱等意外情況下能自動停機。實際使用中用戶所需的流量、揚程經常變動,當小於泵參數時,可以利用PWM線地調節轉速和流量,這對降低噪音、控製、節能很有好處。實際使用時菠萝蜜影院私人入口ioses發覺采樣泵的抽氣速率與泵的性能說明存在差異。這是由於采樣泵說明書中的抽氣速率是在標準實驗條件下測得的,而用戶實際的使用條件各不相同。如果用戶管路的阻力較大,會明顯影響氣體流量。
  現將微型氣體泵真空係統氣路的的流導計算介紹如下。
  對於真空采樣係統管路的一個元件(包括管道、閥門等),其入口壓力為P1,出口壓力為P2,流經元件的氣體流量是Q,實驗和理論都證明Q的大小與元件兩端的壓差P1-P2成正比,即Q=C(P1-P2)。比例常數C稱為流導,用來表示通過氣體的能力。在國際單位製中,氣流量Q的單位是Pa·m3/s,P1-P2的單位是Pa,所以流導的單位是m3/s。當壓差P1-P2一定時,流導C的值較大,那麽流經管路元件的流量Q就較大。
  微型氣體泵使用中,被抽氣體多為室溫下的空氣。粘滯流的室溫空氣流經薄壁孔時,試驗發現:當P1不變時,隨P2下降,通過孔口的流速和流量都增加,但當P2下降到某一值時,它們都不再隨P2下降而增加,可以根據薄壁孔的流導公式計算求得。
  真空係統一般采用圓截麵管道,氣體從一個大容積進入管道的入口孔時,孔口對氣流存在影響,但當管道的長度比較長,管口對氣流的影響則可以忽略。在工程計算中,通常把管道的軸線長度L與管道直徑D的比值L/D≥20的管道視為“長管”,可以不考慮管口的影響。設圓管的軸線長度為L(m),直徑為D(m),管道中平均壓力為P(Pa),則其粘滯流條件下對於室溫空氣的流導為C=1340*D^4*P/L。
  微型氣體泵組成真空係統的管路各式各樣,各元件之間有的是串聯,有的屬於並聯。如果是n個管道元件串聯,C1、C2、...、Cn分別是元件的流導,則它們串聯之後的整段管路的流導為C=1/[(1/C1)+(1/C2)+...+(1/Cn)]。
  如果有n條管路並聯組成一段管路,則並聯之後整段管路的流導為C=C1+C2+...+Cn。
  在設計微型氣體泵真空采樣係統時,要計算管路元件以及管路的流導。為了保證抽氣速率,客戶使用時應盡量縮短抽氣管道長度,增大管道口徑,減少彎頭、閥門等阻力元件。
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