Vacuum generation banner component

Bagaimana pam vakum jet wap berfungsi?

Pengenalan kepada pam pengangkutan cecair

Perbezaan dibuat antara pam ejektor seperti pam jet air (17 mbar < p < 1013 mbar), pam vakum ejektor wap (10-3 mbar < p < 10-1 mbar) dan pam penyebaran (p < 10-3 mbar). Pam vakum ejektor digunakan terutamanya untuk penghasilan vakum sederhana. Pam difusi menghasilkan vakum tinggi dan ultratinggi. Kedua-dua jenis beroperasi dengan aliran cepat cecair pam dalam bentuk wap atau cecair (jet air serta wap air, wap minyak atau merkuri). Mekanisme pam bagi semua pam pengangkutan cecair pada dasarnya adalah sama. Molekul gas yang dipam dikeluarkan dari bekas dan memasuki aliran cecair pam yang mengembang selepas melalui muncung. Molekul aliran cecair pam dipindahkan melalui impuls hentaman kepada molekul gas ke arah aliran. Oleh itu, gas yang akan dipam dipindahkan ke ruang yang mempunyai tekanan yang lebih tinggi. 

Dalam pam pengangkutan cecair, tekanan wap yang sepadan timbul semasa operasi bergantung kepada jenis cecair pam dan suhu serta reka bentuk muncung. Dalam kes pam penyebaran minyak, ini mungkin mencapai 1 mbar di dalam ruang mendidih. Tekanan sokongan dalam pam mesti cukup rendah untuk membolehkan wap mengalir keluar. Untuk memastikan ini, pam-pam tersebut memerlukan pam sokongan yang sesuai, kebanyakannya dari jenis mekanikal. Jet wap tidak dapat memasuki bekas kerana ia mengembun di dinding luar pam yang telah disejukkan setelah dikeluarkan melalui muncung. 

Prinsip operasi pam pengangkutan cecair

Wolfgang Gaede adalah orang pertama yang menyedari bahawa gas pada tekanan yang agak rendah boleh dipam dengan bantuan aliran cecair pam yang mempunyai tekanan yang jauh lebih tinggi dan bahawa, oleh itu, molekul gas dari kawasan dengan tekanan total yang rendah bergerak ke kawasan dengan tekanan total yang tinggi. Keadaan yang nampaknya paradoks ini berkembang apabila aliran wap pada awalnya sepenuhnya bebas daripada gas, sehingga gas-gas dari kawasan dengan tekanan gas separa yang lebih tinggi (bekas) dapat meresap ke dalam kawasan dengan tekanan gas separa yang lebih rendah (aliran wap). Konsep Gaede asas ini digunakan oleh Langmuir (1915) dalam pembinaan pam penyebaran moden yang pertama. Pam penyebaran pertama adalah pam penyebaran merkuri yang diperbuat daripada kaca, kemudian daripada logam. Pada tahun Enam Puluhan, merkuri sebagai medium hampir sepenuhnya digantikan oleh minyak. Untuk mendapatkan kelajuan aliran wap yang setinggi mungkin, dia membenarkan aliran wap keluar dari muncung dengan kelajuan supersonik. Cecair wap pam, yang membentuk jet wap, dikondensasi di dinding sejuk rumah pam, manakala gas yang diangkut dipadatkan lebih lanjut, biasanya dalam satu atau lebih peringkat yang berikut, sebelum ia dikeluarkan oleh pam sokongan. Nisbah pemampatan yang boleh diperoleh dengan pam pengangkutan cecair adalah sangat tinggi: jika terdapat tekanan 10-9 mbar di port masuk pam pengangkutan cecair dan tekanan sokongan 10-2 mbar, gas yang dipam dimampatkan dengan faktor 107

Jenis pam pengangkutan cecair

Tekanan tekanan akhir pam pengangkutan cecair terhad oleh nilai untuk tekanan separa cecair yang digunakan pada suhu operasi pam. Dalam amalan, seseorang berusaha untuk memperbaikinya dengan memperkenalkan penghalang atau perangkap sejuk. Ini adalah “penyongsang” antara pam pengangkutan cecair dan ruang vakum, jadi tekanan akhir yang dapat dicapai dalam ruang vakum kini hanya terhad oleh tekanan separa cecair pada suhu baffle. 
Pelbagai jenis pam pengangkutan cecair pada asasnya dibezakan oleh ketumpatan cecair pam di keluaran muncung atas yang menghadap ke arah sisi vakum tinggi pam: 

  1. Kepadatan wap yang rendah: Pam penyebaran termasuk pam penyebaran minyak dan pam penyebaran merkuri. 
  2. Kepadatan wap yang tinggi: Pam jet wap termasuk pam wap air, pam jet wap minyak dan pam jet wap merkuri. 
  3. Pam jet wap/ penyebaran minyak gabungan 
  4. Pam jet air 

Prinsip operasi pam penyedut wap minyak

Tindakan pam tahap pemancaran wap dijelaskan dengan bantuan Rajah. 2,46. Cecair pam masuk di bawah tekanan tinggi p1 ke dalam muncung (1), yang dibina sebagai muncung Laval. Di situ ia diperluas kepada tekanan inlet p2. Pada pengembangan ini, perubahan tenaga yang tiba-tiba disertai dengan peningkatan kelajuan. Aliran jet wap cecair pam yang dipercepatkan seterusnya melalui kawasan pengadun (3), yang disambungkan kepada bekas (4) yang sedang dikosongkan. Di sini, molekul gas yang keluar dari bekas ditarik bersama dengan jet wap. Campuran, pam wap cecair - gas, kini memasuki muncung pengembang yang dibina sebagai muncung Venturi (2). Di sini campuran wap dan gas dimampatkan kepada tekanan sokongan p3 dengan pengurangan kelajuan secara serentak. Vapor cecair pam kemudian dikondensasikan di dinding pam, manakala gas yang terperangkap dikeluarkan oleh pam sokongan. 

vacuum generation graphics

Rajah 2,46 Operasi pam jet wap.

  1. Nozel (Laval)
  2. Nozel penyebar (Venturi)
  3. Bilik pencampuran
  4. Sambungan ke ruang vakum

Pam penyedut wap minyak sangat sesuai untuk mengepam jumlah gas atau wap yang lebih besar dalam kawasan tekanan antara 1 dan 10-3 mbar. Kepadatan yang lebih tinggi aliran wap dalam muncung memastikan bahawa penyebaran gas yang dipam dalam aliran wap berlaku dengan lebih perlahan berbanding dengan pam penyebaran, sehingga hanya lapisan luar aliran wap yang ditembusi oleh gas. Selain itu, permukaan di mana penyebaran berlaku adalah jauh lebih kecil disebabkan oleh pembinaan khas muncung. Oleh itu, kelajuan pam pemindahan wap yang khusus adalah lebih kecil daripada pam penyebaran. Oleh kerana gas yang dipam di kawasan jet di bawah tekanan masuk yang lebih tinggi secara asasnya mempengaruhi aliran garis dengan ketara, keadaan optimum hanya diperoleh pada tekanan masuk tertentu. Oleh itu, kelajuan pam tidak kekal tetap pada tekanan inlet yang rendah. Sebagai akibat daripada kelajuan dan ketumpatan aliran wap yang tinggi, pam penyedut wap minyak dapat mengangkut gas menentang tekanan sokongan yang agak tinggi. Tekanan sokongan kritikal mereka terletak pada beberapa milibar. Pam penyedut wap minyak yang digunakan dalam teknologi vakum masa kini secara amnya mempunyai satu atau lebih peringkat penyebaran dan beberapa peringkat penyedut yang seterusnya. Sistem muncung pemacu dibina daripada dua peringkat penyebaran dan dua peringkat ejektor secara berurutan (lihat Rajah. 2,47). Tahap penyebaran menyediakan kelajuan pam yang tinggi antara 10-4 dan 10-3 mbar (lihat Rajah. 2,48), peringkat ejector, aliran gas yang tinggi pada tekanan tinggi (lihat Rajah. 2,49) dan tekanan sokongan kritikal yang tinggi. Ketidakpekaan terhadap habuk dan wap yang terlarut dalam cecair pam diperoleh melalui sebuah dandang yang luas dan takungan cecair pam yang besar. Kuantiti besar kekotoran boleh terkandung dalam dandang tanpa merosakkan ciri-ciri pam.  

vacuum generation graphics

Rajah 2,47 Diagram pam jet minyak (penambah).

vacuum generation graphics

Rajah 2,48 Kelajuan pam pelbagai pam wap sebagai fungsi tekanan pengambilan berkaitan dengan kelajuan pam nominal 1000 l/s. Hujung julat kerja pam penyedut wap minyak (A) dan pam difusi (B)

vacuum generation graphics

Rajah 2,49 kelajuan pelbagai pam wap (diambil dari Rajah. 2,48)

Pam jet air dan ejektor wap

Termasuk dalam kelas pam pengangkutan cecair adalah bukan sahaja pam yang menggunakan wap yang mengalir pantas sebagai cecair pam, tetapi juga pam jet cecair. Pam vakum yang paling sederhana dan termurah adalah pam jet air. Seperti dalam pam wap (lihat Rajah. 2,46 atau 2,51), aliran cecair pertama kali dilepaskan dari muncung dan kemudian, disebabkan oleh turbulensi, bercampur dengan gas yang dipam di ruang pencampuran. Akhirnya, pergerakan campuran air dan gas diperlambat dalam tiub Venturi. Tekanan total akhir dalam sebuah bekas yang dipam oleh pam jet air ditentukan oleh tekanan wap air dan, contohnya, pada suhu air 59°F (15°C) adalah sekitar 17 mbar. 

vacuum generation graphics

Rajah 2,46 Operasi pam jet wap.

  1. Nozel (Laval)
  2. Nozel penyebar (Venturi)
  3. Bilik pencampuran
  4. Sambungan ke ruang vakum
vacuum generation graphics

Rajah 2,51 Perwakilan skematik operasi pam penyedut wap.

  1. Saluran masuk wap
  2. Pancutan muncung
  3. Penyebar
  4. Kawasan pencampuran
  5. Sambungan ke ruang vakum

Secara asasnya, kelajuan pam yang lebih tinggi dan tekanan akhir yang lebih rendah dihasilkan oleh pam ejector stim. Bahagian melalui satu peringkat ditunjukkan dalam Rajah. 2,51. Tanda-tanda tersebut sepadan dengan yang ditunjukkan dalam Rajah. 2,46. Dalam amalan, beberapa peringkat pam biasanya dipasang secara berurutan. Untuk kerja makmal, kombinasi pam dua peringkat adalah sesuai dan terdiri daripada peringkat penyedut wap dan peringkat jet air (penyokong), kedua-duanya diperbuat daripada kaca. Peringkat sokongan jet air membolehkan operasi tanpa pam sokongan lain. Dengan bantuan aliran wap pada tekanan berlebihan, ruang vakum boleh dikosongkan kepada tekanan akhir sekitar 3 mbar. Kondensat dari wap disalurkan melalui lampiran saluran. Peringkat jet air pam ini disejukkan dengan air untuk meningkatkan kecekapan. Pam penyedut wap sangat sesuai untuk digunakan di makmal, terutamanya jika wap yang sangat agresif perlu dipam. Pam ejektor wap, yang akan beroperasi pada tekanan beberapa milibar, sangat disyorkan untuk mengepam peralatan penyulingan makmal dan kilang serupa apabila tekanan dari pam jet air yang sederhana tidak mencukupi. Dalam kes ini, penggunaan pam putar tidak akan menjadi ekonomi. 

Had-had pam jet air

Walaupun kos pelaburan mereka rendah, pam jet air dan pemancar wap semakin digantikan di makmal dengan pam diafragma kerana masalah alam sekitar yang timbul daripada penggunaan air sebagai cecair pam. Pelarut yang memasuki air hanya dapat dikeluarkan semula melalui kaedah pembersihan yang kompleks (penyulingan).

Download Software

Asas Teknologi Vakum 

Muat turun e-Buku kami "Asas Teknologi Vakum" untuk mengetahui keperluan dan proses pam vakum. 

Rujukan

Simbol vakum

Simbol vakum

Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.

BACA LEBIH LANJUT

Glosari unit

Glosari unit

Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.

BACA LEBIH LANJUT

Rujukan dan sumber

Rujukan dan sumber

Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum

BACA LEBIH LANJUT

Simbol vakum

Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.

BACA LEBIH LANJUT

Glosari unit

Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.

BACA LEBIH LANJUT

Rujukan dan sumber

Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum

BACA LEBIH LANJUT

Production / People Image Pictures

Mari bercakap

Kami memberi tumpuan kepada kedekatan dengan pelanggan. Hubungi kami untuk semua pertanyaan anda.

Hubungi kami

Loading...