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關于透平真空泵與水環真空泵效率表述

日期:2021-08-18 02:55
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摘要:
關于透平真空泵與水環真空泵效率表述
  透平真空泵的效率有三種表述方式:等溫效率(ηT)、等熵效率(ηS)、多變效率(ηpol)。對于單級透平真空泵來說,工廠試驗效率一般指的是多變效率(ηpol)。
  水環真空泵在氣體的壓縮過程中,氣體的熱量大部分傳給了水,因此可把水環真空泵的壓縮過程看作是等溫壓縮過程,因此效率也是采用等溫效率。
透平真空泵多變效率與等溫效率的轉換
  為了便于對比,可把透平真空泵的多變效率轉換成等溫效率進行比較。對于同一臺透平真空泵,其內部功率是一樣的。
  Pin=Ppol/ηpol+Pα+PL=PT/ηT+Pα+PL(1)
  其中,氣體的多變壓縮功率Ppol=Qm×Wpol/(6×104)
  氣體的等溫壓縮功率PT=Qm×WT/(6×104)
  因此,Wpol/ηpol=WT/ηT (2)
  式中,多變過程的比壓縮功Wpol=[m/(m-1)]×R×T1×[ε(m-1)/m-1]
  等溫過程的比壓縮功WT=R×T1×lnε
  ε—壓比,透平真空泵或水環真空泵進出口全壓之比
  m/(m-1)=[k/(k-1)]ηpol(k為絕熱指數,空氣為1.4)
  以壓比ε=2(入口真空度約50kPa)、多變效率ηpol=83%為例,代入方程(1),可得此時對應的等溫效率ηT=73.5%。
  根據以上的換算方法,透平真空泵的等溫效率在60%~75%左右(這也是粗略的估算法,在不同壓比下,同樣的多變效率、等溫效率也會有差異)。
  另外從圖1也可以看出,在喘振點流量以上,效率呈連續下降趨勢。如果透平真空泵實際運行中流量偏大,會出現效率明顯下降,這時與水環泵比較會出現節能效果不顯著的現象。
水環真空泵效率
  如前所述,水環真空泵的效率指的是等溫效率ηT。通常水環泵的效率在30%~60%之間,圖2是2BE705-1水環泵的性能曲線。
  圖2上的性能是基于進氣溫度20℃、進水溫度15℃、排氣壓力101.3kPa的條件下,被吸入氣體為飽和空氣。
  但實際工程使用中,水環真空泵的供水溫度、供水量、進氣溫度、水質等使用條件都較難把控,實際使用的效率會低于工廠測試效率。
   (1)不能簡單地依據銘牌效率去比較透平真空泵與水環真空泵的效率,通常兩者的表述方式不一樣。要比較也需通過換算。
   (2)在水環泵和透平真空泵都能合理選型與布置的前提下,透平真空泵比水環泵節電率在20%~30%是比較正常的。
   (3)工藝選型和管道布置的不合理,是紙機真空系統比較普遍的現象。如在改造成透平真空泵時加以消除,可使節電率上升至40%左右甚至更高。
   (4)透平真空泵的使用能大大減少甚至消除水環真空泵排氣中的白煙以及隨白煙夾帶的異味,有一定的環境效益。
 
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