開式液氮冷凝泵工作流程和壓降原因
發(fā)布時(shí)間：2015年08月03日 09:20 閱讀：5520
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澤德
開式液氮冷凝泵由外殼、進(jìn)氣口、冷凝板(背部帶翅片)、液氮儲(chǔ)槽、液氮加注管、氮?dú)馀懦龉?、支撐結(jié)構(gòu)等組成。
低溫
冷凝泵的工作過(guò)程主要由冷凝板預(yù)冷和水蒸氣的進(jìn)氣過(guò)程組成。 其工作流程：
(1)開啟輔助真空泵抽除泵內(nèi)的N2等不易低冷凝的氣體。
(2)人工加注液氮，將冷凝板降溫至其溫度相對(duì)穩(wěn)定，并且使泵出口維持一個(gè)較高的真空度(0.001Pa量級(jí))；(3)通過(guò)進(jìn)氣口向冷凝泵內(nèi)進(jìn)氣，在進(jìn)氣過(guò)程中仍然保持一個(gè)合適的液氮加注速度。
對(duì)于開式液氮冷凝泵來(lái)說(shuō)，相變是引起尺度跨越主要的原因。水蒸氣從進(jìn)氣口到高真空出口，冷凝泵內(nèi)氣體的流動(dòng)狀態(tài)從黏滯流逐漸跨度到分子流，其壓力計(jì)算是流體力學(xué)與傳熱學(xué)中典型的多尺度問(wèn)題。
開式液氮冷凝泵壓力經(jīng)節(jié)流孔急劇下降，軸向壓力梯度很大。壓力降低的原因主要是因?yàn)椋?/div>
(1)流動(dòng)過(guò)程中的節(jié)流孔入口處和管內(nèi)壁面阻力導(dǎo)致的能量損失。
(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中流速增加，導(dǎo)致靜壓力下降。對(duì)于低速入流的流體，入口的局部損失大致相同，當(dāng)節(jié)流孔的長(zhǎng)度不同時(shí)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，沿程壓力損失越大，表現(xiàn)為更大的軸向壓力梯度。
當(dāng)氣體為理想狀態(tài)時(shí)，冷凝泵中的氣體流量與冷凝熱負(fù)荷成正比。氣體流量與入口壓力和橫截面積有關(guān)，在入口壓力一定的情況下，入口截面積越小，熱負(fù)荷越低，對(duì)冷凝泵的熱真空性能越有利。對(duì)于不同節(jié)流孔的尺寸，直徑越小，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，冷凝泵的性能越好。
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