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开式液氮冷凝泵工作流程和压降原因

发布时间:2015年08月03日 09:20   阅读:3385   返回   来源:泽德
  开式液氮冷凝泵由外壳、进气口、冷凝板(背部带翅片)、液氮储槽、液氮加注管、氮气排出管、支撑结构等组成。
  低温冷凝泵的工作过程主要由冷凝板预冷和水蒸气的进气过程组成。 其工作流程:
  (1)开启辅助真空泵抽除泵内的N2等不易低冷凝的气体。
  (2)人工加注液氮,将冷凝板降温至其温度相对稳定,并且使泵出口维持一个较高的真空度(0.001Pa量级);(3)通过进气口向冷凝泵内进气,在进气过程中仍然保持一个合适的液氮加注速度。
  对于开式液氮冷凝泵来说,相变是引起尺度跨越主要的原因。水蒸气从进气口到高真空出口,冷凝泵内气体的流动状态从黏滞流逐渐跨度到分子流,其压力计算是流体力学与传热学中典型的多尺度问题。
  开式液氮冷凝泵压力经节流孔急剧下降,轴向压力梯度很大。压力降低的原因主要是因为:
  (1)流动过程中的节流孔入口处和管内壁面阻力导致的能量损失。
  (2)运动过程中流速增加,导致静压力下降。对于低速入流的流体,入口的局部损失大致相同,当节流孔的长度不同时长度越长,沿程压力损失越大,表现为更大的轴向压力梯度。
  当气体为理想状态时,冷凝泵中的气体流量与冷凝热负荷成正比。气体流量与入口压力和横截面积有关,在入口压力一定的情况下,入口截面积越小,热负荷越低,对冷凝泵的热真空性能越有利。对于不同节流孔的尺寸,直径越小,长度越长,冷凝泵的性能越好。

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