容积真空泵标准释疑体积流率Yes抽气速率No

作者:现金网平台发布日期:2020-12-09 08:44

  抽气速率一词在我国已经沿用了几十年,严格地说,它不规范、不确切。国际标准中早已称为体积流率,但我国的GB/T3163真空技术术语中,前后存在矛盾。在一般术语中已有“体积流率”的定义,但在真空泵及有关术语中,又有“真空泵的抽气速率(体积流率)”定义,虽然英译名已为volume flow raof a vacuum pump,但中文仍称作抽气速率(体积流率),这是不严肃的,而且在几乎所有产品标准中都仍采用抽气速率,应尽快改正为体积流率。

  体积流率的定义为:按规定条件工作时,从标准测试罩流过的气体流量与在测试罩指定位置测得的平衡压力之比。

  在GB/T19956.1—2005的附录A中给出的滴管流量计中,滴管直径(mm)为1.5、3、5、10、20、…….、200;而DIN28427—1983中规定:滴管内径不得小于12mm,为什么有这样的规定?对此我们做了不同直径滴管测量“体积流率”的对比,如表1所示。

  从对比数据中可以看出,滴管内径1.5mm与5mm相比较,二者所测得的体积流率偏差最大达16%以上。而5mm滴管与15mm滴管相比较,则偏差不大。因此1.5mm和3mm二种孔径的滴管不应再使用,5mm孔径的滴管虽然偏差较小,也不建议使用。小直径滴管产生偏差的原因是流动阻力大,口径越小、流速越大,流动阻力越大。

  当年,我们为了扩大滴管的量程,曾尝试用汞取代变压器油作滴管流量计的工作液,结果出现了更大的偏差。究其原因,是汞的内聚力太强了,它是一种在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力,是它在阻碍相邻各部分之间的相对运动,因此汞的流动阻力更大。

  由于滴管流量计在测量小流量方面存在一定的局限性,我们研发了一种新颖的真空滴管流量计,它既可在大气压状态下使用,又可在真空状态下使用,使它的量程向小流量方向拓展,因此可以完美解决上述问题。

  JB/T 7675—2005“往复真空泵”中的流量测量装置已太陈旧了,它不但需要一个体积庞大的储气罐,而且容积要求不小于气缸理论抽气容积的20倍,也就是说,一台600L/s的往复泵在测量体积流率时需配备一个2m3以上的储气罐。此外,还需要配备连接管道、调节阀和根据不同流量所选择的喷嘴及配套的风管,测量中还需根据不同流量调换喷嘴和风管。

  我们认为,可以使用GB/T 13930—92“水环真空泵和水环压缩机气量测定方法”中的计量喷嘴来进行往复泵气量的测量。在执行GB/T 13930—92的过程中,我们发现由于“集束效应”,从喷嘴中进入的超音速气流测试罩内后压力的均衡性和稳定性较差,因此测试罩的长度L与直径D之比应大于5。由于“计量喷嘴”结构简单、测量方便、有较高的准确度,在容积泵体积流率的测量中得到了广泛的应用。

  必须指出的是,计量喷嘴应尽量避免压力在3kPa以下时使用,因为在低压状态下喷嘴的“集束效应”更严重;同时,低压状态下开启的喷嘴孔径都很小(1.5mm、2mm等),“附面层”(流体动力学)虽然很薄,但对小口径的喷嘴而言,已有明显的影响,而且这种影响很难消除。

  在JB/T6533旋片线滑阀真空泵的技术要求中,规定“泵的几何抽速应为名义抽速的1~1.2倍”,忆及当时起草这一条文时,是考虑到当时老产品多、规格不一,求大同、存小异,采取的临时性规定,此后一直沿用至今。如今老产品都已经淘汰,应当取消这一规定。实际上,国内外所有容积泵的名义体积流率均为为几何体积流率的圆整值,至于圆整值的偏差各有不同,不必、也不宜作具体规定。


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