(文章來源:iVacuum)
抽氣速率一詞在我國已經(jīng)沿用了幾十年,嚴(yán)格地說,它不規(guī)范、不確切。國際標(biāo)準(zhǔn)中早已稱為體積流率,但我國的GB/T3163真空技術(shù)術(shù)語中,前后存在矛盾。在一般術(shù)語中已有“體積流率”的定義,但在真空泵及有關(guān)術(shù)語中,又有“真空泵的抽氣速率(體積流率)”定義,雖然英譯名已為volume flow rate of a vacuum pump,但中文仍稱作抽氣速率(體積流率),這是不嚴(yán)肅的,而且在幾乎所有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都仍采用抽氣速率,應(yīng)盡快改正為體積流率。
體積流率的定義為:按規(guī)定條件工作時(shí),從標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試罩流過的氣體流量與在測(cè)試罩指定位置測(cè)得的平衡壓力之比。
在GB/T19956.1—2005的附錄A中給出的滴管流量計(jì)中,滴管直徑(mm)為1.5、3、5、10、20、…….、200;而DIN28427—1983中規(guī)定:滴管內(nèi)徑不得小于12mm,為什么有這樣的規(guī)定?對(duì)此我們做了不同直徑滴管測(cè)量“體積流率”的對(duì)比,如表1所示。
從對(duì)比數(shù)據(jù)中可以看出,滴管內(nèi)徑1.5mm與5mm相比較,二者所測(cè)得的體積流率偏差最大達(dá)16%以上。而5mm滴管與15mm滴管相比較,則偏差不大。因此1.5mm和3mm二種孔徑的滴管不應(yīng)再使用,5mm孔徑的滴管雖然偏差較小,也不建議使用。小直徑滴管產(chǎn)生偏差的原因是流動(dòng)阻力大,口徑越小、流速越大,流動(dòng)阻力越大。
當(dāng)年,我們?yōu)榱藬U(kuò)大滴管的量程,曾嘗試用汞取代變壓器油作滴管流量計(jì)的工作液,結(jié)果出現(xiàn)了更大的偏差。究其原因,是汞的內(nèi)聚力太強(qiáng)了,它是一種在同種物質(zhì)內(nèi)部相鄰各部分之間的相互吸引力,是它在阻礙相鄰各部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此汞的流動(dòng)阻力更大。
由于滴管流量計(jì)在測(cè)量小流量方面存在一定的局限性,我們研發(fā)了一種新穎的真空滴管流量計(jì),它既可在大氣壓狀態(tài)下使用,又可在真空狀態(tài)下使用,使它的量程向小流量方向拓展,因此可以完美解決上述問題。
JB/T 7675—2005“往復(fù)真空泵”中的流量測(cè)量裝置已太陳舊了,它不但需要一個(gè)體積龐大的儲(chǔ)氣罐,而且容積要求不小于氣缸理論抽氣容積的20倍,也就是說,一臺(tái)600L/s的往復(fù)泵在測(cè)量體積流率時(shí)需配備一個(gè)2m3以上的儲(chǔ)氣罐。此外,還需要配備連接管道、調(diào)節(jié)閥和根據(jù)不同流量所選擇的噴嘴及配套的風(fēng)管,測(cè)量中還需根據(jù)不同流量調(diào)換噴嘴和風(fēng)管。
我們認(rèn)為,可以使用GB/T 13930—92“水環(huán)真空泵和水環(huán)壓縮機(jī)氣量測(cè)定方法”中的計(jì)量噴嘴來進(jìn)行往復(fù)泵氣量的測(cè)量。在執(zhí)行GB/T 13930—92的過程中,我們發(fā)現(xiàn)由于“集束效應(yīng)”,從噴嘴中進(jìn)入的超音速氣流測(cè)試罩內(nèi)后壓力的均衡性和穩(wěn)定性較差,因此測(cè)試罩的長(zhǎng)度L與直徑D之比應(yīng)大于5。由于“計(jì)量噴嘴”結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量方便、有較高的準(zhǔn)確度,在容積泵體積流率的測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。
必須指出的是,計(jì)量噴嘴應(yīng)盡量避免壓力在3kPa以下時(shí)使用,因?yàn)樵诘蛪籂顟B(tài)下噴嘴的“集束效應(yīng)”更嚴(yán)重;同時(shí),低壓狀態(tài)下開啟的噴嘴孔徑都很小(1.5mm、2mm等),“附面層”(流體動(dòng)力學(xué))雖然很薄,但對(duì)小口徑的噴嘴而言,已有明顯的影響,而且這種影響很難消除。
在JB/T6533旋片真空泵和JB/T1246滑閥真空泵的技術(shù)要求中,規(guī)定“泵的幾何抽速應(yīng)為名義抽速的1~1.2倍”,憶及當(dāng)時(shí)起草這一條文時(shí),是考慮到當(dāng)時(shí)老產(chǎn)品多、規(guī)格不一,求大同、存小異,采取的臨時(shí)性規(guī)定,此后一直沿用至今。如今老產(chǎn)品都已經(jīng)淘汰,應(yīng)當(dāng)取消這一規(guī)定。實(shí)際上,國內(nèi)外所有容積泵的名義體積流率均為為幾何體積流率的圓整值,至于圓整值的偏差各有不同,不必、也不宜作具體規(guī)定。
(責(zé)任編輯:fqj)
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