(整理)真空計(jì)算公式.

1、精品文檔真空計(jì)算公式1 、玻義爾定律體積V，壓強(qiáng)P， P V常數(shù)一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)與氣體的體積成反比。即P1/P 2 V2/V 12、蓋呂薩克定律當(dāng)壓強(qiáng) P 不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體，其體積V與絕對(duì)溫度T成正比：V1/V 2 T1/T2常數(shù)當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高（或 P 降低 ）1 ， 則它的體積比原來增加（或縮小 ）1/2733、查理定律當(dāng)氣體的體積V 保持不變，一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)P 與其絕對(duì)溫度T 成正比，即：P1/P 2 T1/T2在一定的體積下，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高（或降低 ）1 ，它的壓強(qiáng)比原來增加（ 或減少 ）1/273 。4、平均自由

2、程： （5 10-3 ）/P （cm）5、抽速：7、真空抽氣時(shí)間：S dv/d t （ 升 /秒 ）或S Q/P6、通導(dǎo)：8、維持泵選擇：Q大氣壓到流量對(duì)于從（托升 /秒1 托抽氣）P壓強(qiáng)（ 托 ）C Q/S（P維 2-PS1）前 （/1升0 /秒 ）時(shí)間計(jì)算式：V體積（ 升 ） tt 時(shí)間 8V/S （秒 經(jīng)驗(yàn)公式 ）V 為體積， S 為抽氣速率，通常 t 在 510 分鐘內(nèi)選擇。9、擴(kuò)散泵抽速估算：S 3D2 （D 直徑cm）11、漏率：10、羅茨泵的前級(jí)抽速：S （0.10.2）S 羅 （l/s）12、粗抽泵的抽速選擇：精品文檔S Q1/P 預(yù) （l/s）S=2.3V lg（P a/P

3、預(yù) ）/tS機(jī)械泵有效抽速Q(mào)1真空系統(tǒng)漏氣率（ 托升 / 秒 ）P 預(yù) 需要達(dá)到的預(yù)真空度（ 托 ）V真空系統(tǒng)容積（ 升 ）t 達(dá)到 P 預(yù) 時(shí)所需要的時(shí)間Pa大氣壓值（ 托）Q漏 V（P2-P1）/（t 2-t 1）Q漏 系統(tǒng)漏率（mmHg l/s）V系統(tǒng)容積（l）P1真空泵停止時(shí)系統(tǒng)中壓強(qiáng)（mmHg）P2真空室經(jīng)過時(shí)間t 后達(dá)到的壓強(qiáng)（mmHg）t 壓強(qiáng)從P1 升到P2經(jīng)過的時(shí)間（s）13、前級(jí)泵抽速選擇：排氣口壓力低于一個(gè)大氣壓的傳輸泵如擴(kuò)散泵、油增壓泵、羅茨泵、渦輪分子泵等，它們工作時(shí)需要前級(jí)泵來維持其前級(jí)壓力低于臨界值，選用的前級(jí)泵必須能將主泵的最大氣體量排走，根據(jù)管路中，各截面流量

4、恒等的原則有：PnSg PgS 或SgPgs/P nSg前級(jí)泵的有效抽速（l/s）Pn主泵臨界前級(jí)壓強(qiáng)（ 最大排氣壓強(qiáng)）（l/s）Pg真空室最高工作壓強(qiáng)（ 托 ）S主泵工作時(shí)在Pg 時(shí)的有效抽速。（l/s）14、擴(kuò)散泵抽速計(jì)算公式：S Q/P （K n）/（P t）（ 升 /秒 ）式中：S被試泵的抽氣速率（l/s）n 滴管內(nèi)油柱上升格數(shù)（ 格 ）t 油柱上升n 格所需要的時(shí)間（ 秒 ）P在泵口附近測(cè)得的壓強(qiáng)（ 托 ）K滴管系數(shù)（ 托升 / 秒 ）K V0 （L/n） （ 0/ m）+Pa Vt其中V0滴管和真空膠管的原始容積（ 升 ）L滴管刻度部分的長度（mm）n 滴管刻度部分的格數(shù)（ 格 ）

5、 0油的比重（ 克 / 厘米3） m汞的比重（ 克 / 厘米3）Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)（ 托 ） Vt 滴管的刻度上的一格的對(duì)應(yīng)的容積（ 升 / 格 ）15、旋片真空泵的幾何抽速計(jì)算公式：S ZnLKv（D一、泵類型的確定泵的類型主要由工作所需的氣量、真空度或排氣壓力而定。泵工作時(shí)，需要注意以下兩個(gè)方面： 盡可能要求在高效區(qū)內(nèi)，也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。 應(yīng)避免在最大真空度或最大排氣壓力附近運(yùn)行。在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，不僅效率極低，而且工作很不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。對(duì)于真空度較高的真空泵而言，在此區(qū)域之內(nèi)運(yùn)行，往往還會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標(biāo)志是泵內(nèi)有噪音和振動(dòng)。汽蝕會(huì)導(dǎo)致

6、泵體、葉輪等零件的損壞，以致泵無法工作。根據(jù)以上原則，當(dāng)泵所需的真空度或氣體壓力不高時(shí)，可優(yōu)先在單級(jí)泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高，單級(jí)泵往往不能滿足，或者，要求泵在較高真空度情況下仍有較大氣量，即要求性能曲線在較高真空度時(shí)較平坦，可選用兩級(jí)泵。如果真空度要求在710mmHg以上，可選用水環(huán)大氣泵或水環(huán)羅茨真空機(jī)組作為抽真空裝置。如果只作真空泵用，則選用單作用泵比較好。因?yàn)閱巫饔帽玫臉?gòu)造簡單，容易制造和維護(hù)，且在高真空情況下抗汽蝕性好。如果僅作較大氣量的壓縮機(jī)使用，則選用雙作用的泵比較合適。因?yàn)殡p作用泵的氣量大，體積小，重量輕，-d 2）/（24 104） （l/s）式中： Z為旋片數(shù)，n

7、 為轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn) / 分 ）， L 為泵腔長度，D為泵腔直徑，d 為轉(zhuǎn)子直徑（cm）， Kv為容積利用系數(shù)（一般取 95 ）。16、 O型橡膠槽深B 0.7DD 為橡膠直徑，槽寬C 1.6B17、方形橡膠槽深B 0.8AA 為方形橡膠邊長，槽寬C 1.67B水環(huán)式真空泵的選擇徑向力能得到自動(dòng)平衡，軸不容易產(chǎn)生疲勞斷裂，泵的使用壽命較長。二、根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量選擇真空泵初步選定了泵的類型之后，對(duì)于真空泵，還要根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量來選用泵的型號(hào)。關(guān)于真空泵的抽速選擇及抽氣時(shí)間計(jì)算可參照我廠網(wǎng)頁真空計(jì)算公式。選用真空泵時(shí)，需要注意的事項(xiàng)選用真空泵時(shí)，需要注意下列事項(xiàng)：1、真空泵的工作壓強(qiáng)應(yīng)該滿足真空設(shè)備

8、的極限真空及工作壓強(qiáng)要求。如：真空鍍膜要求1 10-5mmHg的真空度，選用的真空泵的真空度至少要5 10-6 mmH。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個(gè)到g一個(gè)數(shù)量級(jí)。2、正確地選擇真空泵的工作點(diǎn)。每種泵都有一定的工作壓強(qiáng)范圍，如：擴(kuò)散泵為10-310-7mmH，在這g樣寬壓強(qiáng)范圍內(nèi)，泵的抽速隨壓強(qiáng)而變化，其穩(wěn)定的工作壓強(qiáng)范圍為5 10 -4 5 10-6 mmH。因而，泵的工g作點(diǎn)應(yīng)該選在這個(gè)范圍之內(nèi)，而不能讓它在10-8 mmHg下長期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作壓強(qiáng)應(yīng)小于1 10-5 mmHg為好。3、真空泵在其工作壓強(qiáng)下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中

9、產(chǎn)生的全部氣體量。4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣，因而，有時(shí)選用一種泵不能滿足抽氣要求，需要幾 種泵組合起來，互相補(bǔ)充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對(duì)氫有很高的抽速，但不能抽氦，而三極型濺射 離子泵，（或二極型非對(duì)稱陰極濺射離子泵）對(duì)氬有一定的抽速，兩者組合起來，便會(huì)使真空裝置得到較 好的真空度。另外，有的真空泵不能在大氣壓下工作，需要預(yù)真空；有的真空泵出口壓強(qiáng)低于大氣壓，需 要前級(jí)泵，故都需要把泵組合起來使用。5、真空設(shè)備對(duì)油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時(shí)，應(yīng)該選各種無油泵，如：水環(huán)泵、分子篩吸附 泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施，

10、如加冷阱、障 板、擋油阱等，也能達(dá)到清潔真空要求。6、了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無顆?；覊m，有無腐蝕性等。選擇真空泵時(shí)，需要 知道氣體成分，針對(duì)被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應(yīng)該考慮在泵 的進(jìn)氣口管路上安裝輔助設(shè)備，如冷凝器、除塵器等。7、真空泵排出來的油蒸氣對(duì)環(huán)境的影響如何。如果環(huán)境不允許有污染，可以選無油真空泵，或者把油蒸氣排到室外。8、 真空泵工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許，應(yīng)選擇無振動(dòng)的泵或者采取防振動(dòng)措施。9、真空泵的價(jià)格、運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)用。旋片式真空泵工作原理旋片式真空泵（簡稱旋片泵）是一種油封式機(jī)械真空泵。

11、其工作壓強(qiáng)范圍為1013251.33 10-2（ Pa）屬于低真空泵。它可以單獨(dú)使用，也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級(jí)泵。它已廣泛地應(yīng)用于冶金、機(jī)械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫(yī)藥等生產(chǎn)和科研部門。旋片泵可以抽除密封容器中的干燥氣體，若附有氣鎮(zhèn)裝置，還可以抽除一定量的可凝性氣體。但它不適于抽除含氧過高的，對(duì)金屬有腐蝕性的、對(duì)泵油會(huì)起化學(xué)反應(yīng)以及含有顆粒塵埃的氣體。旋片泵是真空技術(shù)中最基本的真空獲得設(shè)備之一。 旋片泵多為中小型泵。旋片泵有單級(jí)和雙級(jí)兩種。所謂雙級(jí)，就是在結(jié)構(gòu)上將兩個(gè)單級(jí)泵串聯(lián)起來。一般多做成雙級(jí)的，以獲得較高的真空度。旋片泵的抽速與入口壓強(qiáng)的關(guān)系規(guī)定如下：在入口壓強(qiáng)為

12、1333Pa、 1.33Pa 和 1.33 10-1（ Pa） 下， 其抽速值分別不得低于泵的名義抽速的95%、 50%和 20%。如圖為旋片泵的工作原理示意圖。旋片泵主要由泵體、轉(zhuǎn)子、旋片、端蓋、彈簧等組成。在旋片泵的腔內(nèi)偏心地安裝一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外圓與泵腔內(nèi)表面相切 （二者有很小的間隙）， 轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有帶彈簧的二個(gè)旋片。 旋轉(zhuǎn)時(shí)， 靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內(nèi)壁保持接觸，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)旋片沿泵腔內(nèi)壁滑動(dòng)。兩個(gè)旋片把轉(zhuǎn)子、泵腔和兩個(gè)端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、 B、 C三部分， 如圖所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，與吸氣口相通的空間A 的容積是逐漸增大的，正處于吸氣過程。而與排氣口

13、相通的空間 C 的容積是逐漸縮小的，正處于排氣過程。居中的空間 B 的容積也是逐漸減小的，正處于壓縮過程。由于空間A的容積是逐漸增大（即膨脹）， 氣體壓強(qiáng)降低，泵的入口處外部氣體壓強(qiáng)大于空間A 內(nèi)的壓強(qiáng)， 因此將氣體吸入。當(dāng)空間 A 與吸氣口隔絕時(shí)，即轉(zhuǎn)至空間B 的位置， 氣體開始被壓縮，容積逐漸縮小，最后與排氣口相通。當(dāng)被壓縮氣體超過排氣壓強(qiáng)時(shí)，排氣閥被壓縮氣體推開，氣體穿過油箱內(nèi)的油層排至大氣中。 由泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到連續(xù)抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉(zhuǎn)入另一級(jí)（低真空級(jí)），由低真空級(jí)抽走，再經(jīng)低真空級(jí)壓縮后排至大氣中，即組成了雙級(jí)泵。這時(shí)總的壓縮比由兩級(jí)來負(fù)擔(dān)，因而提高了極限真空度

14、。羅茨真空泵工作原理羅茨真空泵（簡稱羅茨泵）是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)菡婵毡?。它是由羅茨鼓風(fēng)機(jī)演變而來的。根據(jù)羅茨真空泵 工作范圍的不同，又分為直排大氣的低真空羅茨泵；中真空羅茨泵（又稱機(jī)械增壓泵）和高真空多級(jí)羅 茨泵。一般來說，羅茨泵具有以下特點(diǎn)：在較寬的壓強(qiáng)范圍內(nèi)有較大的抽速;起動(dòng)快，能立即工作；對(duì)被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感；轉(zhuǎn)子不必潤滑，泵腔內(nèi)無油；振動(dòng)小，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡條件較好，沒有排氣閥；驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械摩擦損失??；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用低。羅茨泵的工作原理：羅茨泵的結(jié)構(gòu)如圖所示。在泵腔內(nèi)，有二個(gè)“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對(duì)平行軸上，由傳動(dòng)比為1 的一對(duì)齒輪帶動(dòng)作彼此反

15、向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間，保持有一定的間隙，可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于羅茨泵是一種無內(nèi)壓縮的真空泵，通常壓縮比很低，故高、中真空泵需要前級(jí)泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結(jié)構(gòu)和制造精度外，還取決于前級(jí)泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度，可將羅茨泵串聯(lián)使用。羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進(jìn)氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間v 0內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后v 0空間是全封閉狀態(tài)，所以，在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣，v 0空間與排氣側(cè)相通時(shí)，由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高，則有一部分氣體返沖到空間v 0中去，使氣體壓強(qiáng)突然

16、增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣體排出泵外。如圖為羅茨泵轉(zhuǎn)子由0轉(zhuǎn)到180的抽氣過程。在0 位置時(shí)（圖中a），下轉(zhuǎn)子從泵入口封入v0 體積的氣體。當(dāng)轉(zhuǎn)到45位置時(shí)（圖中b），該腔與排氣口相通。由于排氣側(cè)壓強(qiáng)較高，引起一部分氣體返沖過來。當(dāng)轉(zhuǎn)到90位置時(shí)（圖中c），下轉(zhuǎn)子封入的氣體，連同返沖的氣體一起排向泵外。這時(shí)，上轉(zhuǎn)子也從泵入口封入v 0體積的氣體。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)到135時(shí)（圖中d），上轉(zhuǎn)子封入的氣體與排氣口相通，重復(fù)上述過程。180（圖e）位置和0 位置是一樣的。轉(zhuǎn)子主軸旋轉(zhuǎn)一周共排出四個(gè)v0 體積的氣體。水環(huán)式真空泵工作原理水環(huán)真空泵（簡稱水環(huán)泵）是一種粗真空泵，它所能獲得的極限真空為20004

17、000Pa，串聯(lián)大氣噴射器可達(dá) 270670Pa。 水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī)，稱為水環(huán)式壓縮機(jī)，是屬于低壓的壓縮機(jī)，其壓力范圍為12 105Pa表壓力。水環(huán)泵最初用作自吸水泵，而后逐漸用于石油、化工、機(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)藥及食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過程中，如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，水環(huán)泵得到廣泛的應(yīng)用。由于真空應(yīng)用技術(shù)的飛躍發(fā)展，水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的，故可抽除易燃、易爆的氣體，此外還可抽除含塵、含水的氣體，因此，水環(huán)泵應(yīng)用日益增多。如圖：在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中指示的

18、方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度）。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的上部0 為起點(diǎn)，那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180時(shí)小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時(shí)氣體被吸入，當(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí)，氣體便被排出泵外。綜上所述，水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的，因

19、此它屬于變?nèi)菔秸婵毡?。羅茨泵水環(huán)泵真空機(jī)組工作原理羅茨真空機(jī)組在一般情況下，選用水環(huán)泵作為前級(jí)泵比其它真空泵更為有利，這主要是由于它能夠抽除大量的可凝性蒸汽，特別是當(dāng)氣鎮(zhèn)油封機(jī)械真空泵排除可凝性蒸汽能力不夠，或使用的溶劑能使泵油惡化而影響性能，或者是真空系統(tǒng)不允許油污染的時(shí)候更為明顯。羅茨泵水環(huán)泵機(jī)組廣泛地用于化工、食品升華干燥、高空模擬試驗(yàn)等的抽真空系統(tǒng)中。這類聯(lián)合機(jī)組，大致有如下幾種類型。（ 1 ）羅茨泵水環(huán)泵：機(jī)組中水環(huán)泵的作用是造成羅茨泵所需的預(yù)備真空，因此要求該水環(huán)泵的最大允許排氣壓力，即是說，一方面要盡量提高水環(huán)泵的極限真空，另一方面，也要設(shè)法提高羅茨泵的最大允許排氣壓力。一般情況

20、，單級(jí)水環(huán)泵極限真空度不高，而目前我國生產(chǎn)的羅茨泵要求的預(yù)真空又較高，故實(shí)際上不用單級(jí)水環(huán)泵作為羅茨泵的前級(jí)泵，而用能提高極限真空度的雙級(jí)水環(huán)泵作為前級(jí)泵使用，采用雙級(jí)水環(huán)泵，還可以提高機(jī)組的極限真空度。一臺(tái)羅茨泵的極限真空度是較低的，特別是當(dāng)它與水環(huán)泵組合運(yùn)行時(shí)，使用范圍受到限制，整個(gè)機(jī)組的極限真空度可能更低，但若用兩臺(tái)羅茨泵串聯(lián)再與水環(huán)泵組合，就能大大提高機(jī)組的極限真空度。故在這種類型里通常見到的是兩臺(tái)羅茨泵串聯(lián)后再用雙級(jí)水環(huán)泵作前級(jí)泵（圖 1 ） 組成機(jī)組。（ 2）羅茨泵水環(huán)泵大氣泵機(jī)組：即使采用雙級(jí)水環(huán)泵，極限真空度的提高也只是在一定的范圍之內(nèi)，這是因?yàn)槭艿剿娘柡驼羝麎旱南拗?。水環(huán)泵

21、的理論極限壓力就是水的飽和蒸汽壓。如果考慮氣體返流等因素的影響，實(shí)際上水環(huán)泵的極限壓力顯著比該水溫上的飽和蒸汽壓力為高。為了提高前級(jí)泵的極限真空度，還可以使水環(huán)泵與大氣泵組合使用。見 圖 2。這樣，串聯(lián)一級(jí)大氣泵后的極限真空度可達(dá)2030Torr, 如果水環(huán)泵與二級(jí)大氣泵組合，則極限真空可達(dá) 210Torr 。（ 3）羅茨泵水環(huán)泵并聯(lián)機(jī)械真空泵：此機(jī)組主要用于需要處理大量水蒸汽，且極限真空度要求較高的抽真空系統(tǒng)，例如在真空干燥方面。要求處理大量水蒸汽的真空系統(tǒng)中，使用水環(huán)泵是較合適的，但由于其極限真空度不高，致使整個(gè)機(jī)組的極限真空度較低。雖然在要求真空度較高的抽真空系統(tǒng)中，需要極限真空較高的機(jī)

22、械真空泵作為前級(jí)泵使用。但由于水環(huán)泵的耗電量大，效率很低，噪聲高，在需要長時(shí)間的真空干燥系統(tǒng)中，用水環(huán)泵作為羅茨泵前級(jí)泵很不經(jīng)濟(jì)。在上述情況下，可將氣鎮(zhèn)機(jī)械真空泵與水環(huán)泵并聯(lián)，作為羅茨泵的前級(jí)泵。真空干燥時(shí)，先用水環(huán)泵進(jìn)行預(yù)抽，直至水蒸汽大量減少時(shí)，再開動(dòng)氣鎮(zhèn)機(jī)械真空泵，切斷水環(huán)泵。如需要較長時(shí)間才能完成干燥的場(chǎng)合，所需冷卻水和功率都較少，如圖 3 所示。羅茨泵水環(huán)泵機(jī)組的運(yùn)行（ 1 ）機(jī)組前裝冷凝器為了盡量使機(jī)組的體積小些，可設(shè)法使待抽的蒸汽在進(jìn)入泵機(jī)組之前冷凝，這樣剩下來的就是非可凝性氣體和微量殘余蒸汽。氣體降溫后在相同壓力下體積也減小。所以冷凝后所需抽氣量減小，相應(yīng)地泵也可 以選得小一些

23、。采用哪種方式較經(jīng)濟(jì)？應(yīng)視其具體情況而定，舉例說明如下：冷凝蒸汽有兩種方式：一種是安裝一臺(tái)冷卻裝置，另一種是在機(jī)組的高壓級(jí)中裝一臺(tái)冷凝器，以便能用普通的水冷卻。其系統(tǒng)需要每小時(shí)抽除50kg 的水蒸汽量，在吸入壓力為1Torr 時(shí)的容積流量為50000m3/h。1 ） 要抽吸上述的水蒸汽量，需要三個(gè)羅茨泵串聯(lián)，并用一臺(tái)水環(huán)泵作前級(jí)組成的機(jī)組，該機(jī)組的總功率90kW。2 ）為了使蒸汽在到達(dá)真空泵之前冷凝，就要在位于A處裝一個(gè)冷凝器和一個(gè)功率為30000kcal/h 的冷卻裝置，如圖 4 所示。在1Torr 的吸入壓力下，水蒸汽的冷凝溫度均為-19 ， 為了能保證連續(xù)工作，應(yīng)取冷凝裝置的冷凝溫度為-

24、25 ， 且并聯(lián)安裝2 臺(tái)冷凝器。根據(jù)非冷凝氣體的組成部分計(jì)算得，真空泵的抽氣量就可以降低到10002000m3/h，總機(jī)組（包括冷凝器的消耗功率）的功率同樣是90kW。3 ）先用羅茨泵抽出水蒸汽，并在45Torr 壓力下進(jìn)行冷凝，該壓力下有的冷凝溫度約為36，于是可使冷凝器的冷凝溫度保持在3035 之間，可用普通冷卻水冷卻。冷凝器設(shè)在B處。這時(shí)總功率的消耗為 75kW左右。通過上述三組方式的比較可知，第三種方案最好，可減少15kW的動(dòng)力消耗。綜上所述，水蒸汽冷卻后只剩下非可凝性氣體。在壓力很低時(shí)，水蒸汽的比容相當(dāng)大，這些可凝性蒸汽冷凝后，泵所需要的抽氣量顯然就大為降低了。另外，不論蒸汽是否冷

25、凝，在同樣壓力下只要?dú)怏w溫度降低，其容積流量就會(huì)減少。例如化工流程中200300溫度的氣體并不少見。若從300冷卻到50之后，干燥空氣的容積減少45%左右，這樣就可以選擇較小容量的抽氣真空泵機(jī)組裝置。（ 2）機(jī)組的操作順序：1 ）機(jī)組中無旁通閥時(shí)，應(yīng)先開動(dòng)水環(huán)泵，被抽系統(tǒng)中的氣體由羅茨泵（氣體推動(dòng)羅茨泵轉(zhuǎn)子自行轉(zhuǎn)動(dòng)，如同流量計(jì)一般）進(jìn)入水環(huán)泵后再排至大氣，待水環(huán)泵的吸入壓力（如串聯(lián)有大氣泵，則為大氣泵的吸入壓力）達(dá)到羅茨泵的起初規(guī)定值時(shí)（即允許排氣壓力），始啟動(dòng)羅茨泵，機(jī)組正式運(yùn)轉(zhuǎn)，開始工作。2）機(jī)組中有旁通閥時(shí)，如圖 5 所示，先啟動(dòng)水環(huán)泵，接著開動(dòng)羅茨泵，此時(shí)，羅茨泵進(jìn)排氣壓差較大，旁通閥

26、自動(dòng)開啟，被抽容器中的氣體一部分經(jīng)過旁通閥進(jìn)入水環(huán)泵，另一部分在羅茨泵的作用下通過該泵也進(jìn)入水環(huán)泵，顯然抽氣速率增加，這樣很快達(dá)到羅茨泵的預(yù)真空，進(jìn)排氣壓差較小，閥門自動(dòng)關(guān)閉（或人工關(guān)閉），機(jī)組正式工作。這種方法能大大縮短預(yù)抽時(shí)間，但設(shè)備較復(fù)雜。3）機(jī)組羅茨泵前級(jí)泵性能關(guān)系機(jī)組的性能與羅茨泵的性能密切相關(guān)，而羅茨泵的性能又隨前級(jí)泵的不同而有所不同。1 ）由于羅茨泵的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與殼體之間存在著間隙，因此有返流存在，而這種返流受進(jìn)口壓力和出口壓力的影響，即使是同一臺(tái)羅茨泵，使用不同的前級(jí)泵時(shí)，其抽氣速率也會(huì)有所不同。羅茨泵的抽氣速率可由下式確定： 0（P 2/P 1/K）式中： 0設(shè)計(jì)的

27、抽氣速率；P 1進(jìn)口壓力；P 2出口壓力；K 固有常數(shù)，由該泵轉(zhuǎn)子的形狀、間隙量、轉(zhuǎn)子圓周速度和出口壓力來確定。由上式可知，抽氣量受到出口壓力與進(jìn)口壓力之比的影響，亦即若增加前級(jí)泵的抽氣速率，那么羅茨泵的抽氣速率也會(huì)增大。（ 2）極限壓力由泵的抽氣速率，各間隙的返流量，泵體泄漏量及高真空側(cè)的放氣量所決定。即：P0 （Q1+Q2+Q3）/ 式中：P0極限壓力； 抽氣速率；Q 1返流量；Q 2泄漏量；Q 3放氣量。在這些參數(shù)中，Q1 受排氣壓力即前級(jí)泵的極限壓力的影響很大，在用水環(huán)泵作前級(jí)泵時(shí)，羅茨泵的極限壓力隨水環(huán)的飽和蒸汽壓的不同而不同。圖 6 是用同一臺(tái)羅茨泵配不同的前級(jí)泵時(shí)的性能比較。從圖

28、可見，前級(jí)泵的極限真空度愈高時(shí)，機(jī)組的極限真空度也隨之增高；兩級(jí)羅茨泵串聯(lián)使用，則能提高機(jī)組的極限真空度（實(shí)質(zhì)上就是前一個(gè)羅茨泵為后一個(gè)羅茨泵的前級(jí)泵），且性能曲線平緩擴(kuò)大，也即使用的范圍擴(kuò)大（由曲線1 與2，曲線3 與 5 的比較而得）。機(jī)組1、 2 的曲線大致相同。同樣，機(jī)組3、4、 5 的曲線也有相同之處。然而1、 2 機(jī)組曲線和3、 4、 5 機(jī)組曲線卻是完全不同的兩組曲線。這說明對(duì)于同一羅茨泵而言，選用不同的前級(jí)泵時(shí)，其機(jī)組的性能曲線有本質(zhì)的差異。由此可見，前級(jí)泵對(duì)機(jī)組性能有相當(dāng)大的影響。( 4)水環(huán)泵的選擇所謂水環(huán)泵就是用水作為液環(huán)的液環(huán)泵，用水作液環(huán)有很多優(yōu)點(diǎn)，如價(jià)廉、易得、不會(huì)污染環(huán)境等。但也有一個(gè)很大缺點(diǎn)，由于水的飽和蒸汽壓高，使得水環(huán)泵的吸入壓力也高。這時(shí)如改用飽和蒸汽壓低的液體作為液環(huán)，則可提高泵的極限真空度。如果某機(jī)組中羅茨泵最大允許的排氣壓力為10Torr ，則用水作液環(huán)時(shí)還須加大氣泵才能作為該羅茨泵的前級(jí)泵，若改用礦物油作液環(huán)則不加大氣泵即可作