干式螺桿真空泵制造商介紹了水環(huán)真空泵的一些基本原理以及與干式螺桿真空泵的一些基本比較。在引言中,我們都提到水環(huán)真空泵的極限壓力約為2千帕。什么導致水環(huán)真空泵的極限壓力?
在原文章中,干式螺桿真空泵制造商還提到水環(huán)真空泵的極限壓力受其工作流體的限制,最常見的是——水。它受工作流體限制的原因是它們的飽和蒸汽壓。
我們知道液體會蒸發(fā),也就是說,液體表面的分子會不斷地從液體中逸出,進入液體的外層空間。溫度越高,壓力越低,蒸發(fā)越強烈。液體的蒸汽壓是液體表面蒸發(fā)氣體產生的壓力。在封閉條件和特定溫度下,當液體的蒸發(fā)和冷凝處于動態(tài)平衡時,液體所處的蒸汽壓是其飽和蒸汽壓。同時,液體蒸發(fā)的逆過程是冷凝。
當液體的表面壓力小于飽和蒸汽壓時,液體處于不飽和狀態(tài),蒸發(fā)量大于冷凝量,液體不斷蒸發(fā);當液體的表面壓力大于飽和蒸汽壓時,液體蒸汽處于過飽和狀態(tài)并被壓縮,此時發(fā)生大量冷凝,這比蒸發(fā)量大得多。
通過水的三相圖,我們可以看到它在不同壓力和溫度下的狀態(tài)變化。
在這種物理特性下,由于低壓低于液體的飽和蒸汽壓,真空中的液體壓力將產生大量蒸發(fā),從而成為真空中的氣體源。然而,水環(huán)真空泵在工作過程中需要水作為工作介質。水的飽和蒸汽壓在20℃時約為2338帕,在30℃時約為4245帕。也就是說,當水環(huán)真空泵處于20℃時,一旦其工作壓力被泵送到接近2338帕,工作液體將開始大量蒸發(fā),形成氣源。然而,水環(huán)真空泵沒有工作流體就無法工作,在蒸發(fā)過程中不斷添加新的工作流體,從而形成平衡,防止工作壓力進一步增加。這也是為什么水環(huán)真空泵的泵送效率在工作流體溫度升高后會大大降低:溫度越高,飽和蒸汽壓越高,工作極限壓力越高(真空度越低)。