真空计算公式

真空计算公式
真空计算公式

真空计算公式

1、玻义尔定律

体积V,压强P,P·V=常数

一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。

即P1/P2=V2/V1

2、盖·吕萨克定律

当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比:

V1/V2=T1/T2=常数

当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。

3、查理定律

当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其绝对温度T成正比,即:

P1/P2=T1/T2

在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。

4、平均自由程:

λ=(5×10-3)/P (cm)

5、抽速:

S=d v/d t (升/秒)或S=Q/P

Q=流量(托·升/秒) P=压强(托) V=体积(升) t=时间(秒) 6、通导:

C=Q/(P2-P1) (升/秒)

7、真空抽气时间:

对于从大气压到1托抽气

时间计算式:t=8V/S (经验公式)

V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟内选择。8、维持泵选择:

S维=S前/10

9、扩散泵抽速估算:

S=3D2 (D=直径cm)10、罗茨泵的前级抽速:

S=(0.1~0.2)S罗 (l/s)

11、漏率:

Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1)

Q漏-系统漏率(mmHg·l/s)

V-系统容积(l)

P1-真空泵停止时系统中压强(mmHg)

P2-真空室经过时间t后达到的压强(mmHg) t-压强从P1升到P2经过的时间(s) 12、粗抽泵的抽速选择:

S=Q1/P预 (l/s)

S=2.3V·lg(P a/P预)/t

S-机械泵有效抽速

Q1-真空系统漏气率(托·升/秒)

P预-需要达到的预真空度(托)

V-真空系统容积(升)

t-达到P预时所需要的时间

P a-大气压值(托)

13、前级泵抽速选择:

排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等,它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值,选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走,根据管路中,各截面流量恒等的原则有:

P n S g≥P g S 或

S g≥P gs/P n

S g-前级泵的有效抽速(l/s)

P n-主泵临界前级压强(最大排气压强)(l/s)

P g-真空室最高工作压强(托)

S-主泵工作时在P g时的有效抽速。(l/s)

14、扩散泵抽速计算公式:

S=Q/P=(K·n)/(P·t)(升/秒)

式中:S-被试泵的抽气速率(l/s)

n-滴管内油柱上升格数(格)

t-油柱上升n格所需要的时间(秒)

P-在泵口附近测得的压强(托)

K-滴管系数(托·升/秒)

K=V0·(L/n)·(Υ0/Υm)+P a△V t

其中V0-滴管和真空胶管的原始容积(升)

L-滴管刻度部分的长度(mm)

n-滴管刻度部分的格数(格)

Υ0-油的比重(克/厘米3)

Υm-汞的比重(克/厘米3)

P a-当地大气压强(托)

△V t-滴管的刻度上的一格的对应的容积(升/格)

15、旋片真空泵的几何抽速计算公式:

S=πZnLK v(D2-d2)/(24×104) (l/s)

式中:Z为旋片数,n为转速(转/分),L为泵腔长度,D为泵腔直径,d为转子直径(cm),K v为容

积利用系数(一般取95%)。

16、O型橡胶槽深B=0.7D

D为橡胶直径,槽宽C=1.6B

17、方形橡胶槽深B=0.8A

A为方形橡胶边长,槽宽C=1.67B

水环式真空泵的选择

一、泵类型的确定

泵的类型主要由工作所需的气量、真空度或排气压力而定。

泵工作时,需要注意以下两个方面:

1.尽可能要求在高效区内,也就是在临界真空度或临界排气压力的区域内运行。

2.应避免在最大真空度或最大排气压力附近运行。在此区域内运行,不仅效率极低,而且工作很不稳定,易产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言,在此区域之内运行,往往还会发生汽蚀现象,产生这种现象的明显标志是泵内有噪音和振动。汽蚀会导致泵体、叶轮等零件的损坏,以致泵无法工作。

根据以上原则,当泵所需的真空度或气体压力不高时,可优先在单级泵中选取。如果真空度或排气压力较高,单级泵往往不能满足,或者,要求泵在较高真空度情况下仍有较大气量,即要求性能曲线在较高真空度时较平坦,可选用两级泵。如果真空度要求在-710mmHg以上,可选用水环-大气泵或水环-罗茨

真空机组作为抽真空装置。

如果只作真空泵用,则选用单作用泵比较好。因为单作用泵的构造简单,容易制造和维护,且在高真空情况下抗汽蚀性好。

如果仅作较大气量的压缩机使用,则选用双作用的泵比较合适。因为双作用泵的气量大,体积小,重量轻,径向力能得到自动平衡,轴不容易产生疲劳断裂,泵的使用寿命较长。

二、根据系统所需的气量选择真空泵

初步选定了泵的类型之后,对于真空泵,还要根据系统所需的气量来选用泵的型号。

关于真空泵的抽速选择及抽气时间计算可参照我厂网页真空计算公式。

选用真空泵时,需要注意的事项

选用真空泵时,需要注意下列事项:

1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求1×10-5mmHg 的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。

2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为10-3~10-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之内,而不能让它在10-8mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10-2mmHg下工作,但其工作压强应小于1×10-5mmHg为好。

3、真空泵在其工作压强下,应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。

4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气,因而,有时选用一种泵不能满足抽气要求,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速,但不能抽氦,而三极型溅射离子泵,(或二极型非对称阴极溅射离子泵)对氩有一定的抽速,两者组合起来,便会使真空装置得到较好的真空度。另外,有的真空泵不能在大气压下工作,需要预真空;有的真空泵出口压强低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。

5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时,应该选各种无油泵,如:水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格,可以选择有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、挡油阱等,也能达到清洁真空要求。

6、了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。选择真空泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体,应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备,如冷凝器、除尘器等。

7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染,可以选无油真空泵,或者把油蒸气排到室外。

8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许,应选择无振动的泵或者

采取防振动措施。

9、真空泵的价格、运转及维修费用。

旋片式真空泵工作原理

旋片式真空泵(简称旋片泵)是一种油封式机械真空

泵。其工作压强范围为101325~1.33×10-2(Pa)属

于低真空泵。它可以单独使用,也可以作为其它高真

空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶

金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等

生产和科研部门。

旋片泵可以抽除密封容器中的干燥气体,若附

有气镇装置,还可以抽除一定量的可凝性气体。但它

不适于抽除含氧过高的,对金属有腐蚀性的、对泵油

会起化学反应以及含有颗粒尘埃的气体。

旋片泵是真空技术中最基本的真空获得设备之

一。旋片泵多为中小型泵。旋片泵有单级和双级两种。

所谓双级,就是在结构上将两个单级泵串联起来。一

般多做成双级的,以获得较高的真空度。旋片泵的

抽速与入口压强的关系规定如下:在入口压强为

1333Pa、1.33Pa和1.33×10-1(Pa)下,其抽速值分

别不得低于泵的名义抽速的95%、50%和20%。

如图为旋片泵的工作原理示意图。旋片泵主要由

泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的

腔内偏心地安装一个转子,转子外圆与泵腔内表面相

切(二者有很小的间隙),转子槽内装有带弹簧的二

个旋片。旋转时,靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触,转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。

两个旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分,如图所示。当转子按箭头方向旋转时,与吸气口相通的空间A 的容积是逐渐增大的,正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的,正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的,正处于压缩过程。由于空间A的容积是逐渐增大(即膨胀),气体压强降低,泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强,因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时,即转至空间B的位置,气体开始被压缩,容积逐渐缩小,最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时,排气阀被压缩气体推开,气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转,达到连续抽气的目的。

果排出的气体通过气道而转入另一级(低真空级),

由低真空级抽走,再经低真空级压缩后排至大气中,

即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担,因

而提高了极限真空度。

罗茨真空泵工作原理

罗茨真空泵(简称罗茨泵)是一种旋转式变容真空泵。它是由罗茨鼓风机演变而来的。根据罗茨真空泵工作范围的不同,又分为直排大气的低真空罗茨泵;中真空罗茨泵(又称机械增压泵)和高真空多级罗茨泵。一般来说,罗茨泵具有以下特点:

?在较宽的压强范围内有较大的抽速;

?起动快,能立即工作;

?对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感;

?转子不必润滑,泵腔内无油;

?振动小,转子动平衡条件较好,没有排气阀;

?驱动功率小,机械摩擦损失小;

?结构紧凑,占地面积小;

?运转维护费用低。

因此,罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。

罗茨泵的工作原理:

罗茨泵的结构如图所示。在泵腔内,有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上,由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间,转子与泵壳内壁之间,保持有一定的间隙,可以实现高转速运行。由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵,通常压缩比很低,故高、中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外,还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度,可将罗茨泵串联使用。

罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转,被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内,再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态,所以,在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘,v0空间与排气侧相通时,由于排气侧气体压强较高,则有一部分气体返冲到空间v0中去,使气体压强突然增高。当转子继续转动时,气体排出泵外。

如图为罗茨泵转子由0°转到180°的抽气过程。在0°位置时(图中a),下转子从泵入口封入v0体积的气体。当转到45°位置时(图中b),该腔与排气口相通。由于排气侧压强较高,引起一部分

气体返冲过来。当转到90°位置时(图中c),下转子封入的气体,连同返冲的气体一起排向泵外。这时,上转子也从泵入口封入v0体积的气体。当转子继续转到135°时(图中d),上转子封入的气体与

排气口相通,重复上述过程。180°(图e)位置和0°位置是一样的。转子主轴旋转一周共排出四个

v0体积的气体。

水环式真空泵工作原理

水环真空泵(简称水环泵)是一种粗真空泵,它所能获得的极限真空为2000~4000Pa,串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机,称为水环式压缩机,是属于低压的压缩机,其压力范围为1~2×105Pa 表压力。

水环泵最初用作自吸水泵,而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中,如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等,水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展,水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的,故可抽除易燃、易爆的气体,此外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用日益增多。

如图:在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。

综上所述,水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,因此它属于变容式真空泵。

罗茨泵-水环泵真空机组工作原理

罗茨真空机组在一般情况下,选用水环泵作为前级泵比其它真空泵更为有利,这主要是由于它能够抽除大量的可凝性蒸汽,特别是当气镇油封机械真空泵排除可凝性蒸汽能力不够,或使用的溶剂能使泵油恶化而影响性能,或者是真空系统不允许油污染的时候更为明显。

罗茨泵-水环泵机组广泛地用于化工、食品升华干燥、高空模拟试验等的抽真空系统中。这类联合机组,大致有如下几种类型。

(1)罗茨泵-水环泵:机组中水环泵的作用是造成罗茨泵所需的预备真空,因此要求该水环泵的最大允许排气压力,即是说,一方面要尽量提高水环泵的极限真空,另一方面,也要设法提高罗茨泵的最大允许排气压力。

一般情况,单级水环泵极限真空度不高,而目前我国生产的罗茨泵要求的预真空又较高,故实际上不用单级水环泵作为罗茨泵的前级泵,而用能提高极限真空度的双级水环泵作为前级泵使用,采用双级水环泵,还可以提高机组的极限真空度。

一台罗茨泵的极限真空度是较低的,特别是当它与水环泵组合运行时,使用范围受到限制,整个机组的极限真空度可能更低,但若用两台罗茨泵串联再与水环泵组合,就能大大提高机组的极限真空度。

故在这种类型里通常见到的是两台罗茨泵串联后再用双级水环泵作前级泵(图1)组成机组。

(2)罗茨泵-水环泵-大气泵机组:即使采用双级水环泵,极限真空度的提高也只是在一定的范围之内,这是因为受到水的饱和蒸汽压的限制。水环泵的理论极限压力就是水的饱和蒸汽压。如果考虑气体返流等因素的影响,实际上水环泵的极限压力显著比该水温上的饱和蒸汽压力为高。为了提高前级泵的极限真空度,还可以使水环泵与大气泵组合使用。

见图2。这样,串联一级大气泵后的极限真空度可达20~30Torr,如果水

环泵与二级大气泵组合,则极限真空可达2~10Torr。

(3)罗茨泵-水环泵并联机械真空泵:此机组主要用于需要处理

大量水蒸汽,且极限真空度要求较高的抽真空系统,例如在真空干燥方

面。

要求处理大量水蒸汽的真空系统中,使用水环泵是较合适的,但由

于其极限真空度不高,致使整个机组的极限真空度较低。虽然在要求真

空度较高的抽真空系统中,需要极限真空较高的机械真空泵作为前级泵

使用。但由于水环泵的耗电量大,效率很低,噪声高,在需要长时间的

真空干燥系统中,用水环泵作为罗茨泵前级泵很不经济。

在上述情况下,可将气镇机械真空泵与水环泵并联,作为罗茨泵的

前级泵。真空干燥时,先用水环泵进行预抽,直至水蒸汽大量减少时,

再开动气镇机械真空泵,切断水环泵。如需要较长时间才能完成干燥的

场合,所需冷却水和功率都较少,如图3所示。

罗茨泵-水环泵机组的运行

(1)机组前装冷凝器

为了尽量使机组的体积小些,可设法使待抽的蒸汽在进入泵机组之前冷凝,这样剩下来的就是非可凝性气体和微量残余蒸汽。气体降温后在相同压力下体积也减小。所以冷凝后所需抽气量减小,相应地泵也可以选得小一些。

采用哪种方式较经济?应视其具体情况而定,举例说明如下:

冷凝蒸汽有两种方式:一种是安装一台冷却装置,另一种是在机组的高压级中装一台冷凝器,以便能用普通的水冷却。

其系统需要每小时抽除50kg的水蒸汽量,在吸入压力为1Torr时的容积流量为50000m3/h。

1)要抽吸上述的水蒸汽量,需要三个罗茨泵串联,并用一台水环泵作前级组成的机组,该机组的总功率90kW。

2)为了使蒸汽在到达真空泵之前冷凝,就要在位于A处装一个冷凝器和一个功率为30000kcal/h的冷却装置,如图4所示。在1Torr的吸入压力下,水蒸汽的冷凝温度均为-19℃,为了能保证连续工作,应取冷凝装置的冷凝温度为-25℃,且并联安装2台冷凝器。根据非冷凝气体的组成部分计算得,真空泵的抽气量就可以降低到1000~2000m3/h,总机组(包括冷凝器的消耗功率)的功率同样是90kW。

3)先用罗茨泵抽出水蒸汽,并在45Torr压力下进行冷凝,该压力下有的冷凝温度约为36℃,于是可使冷凝器的冷凝温度保持在30~35℃之间,可用普通冷却水冷却。冷凝器设在B处。这时总功率的消耗为75kW左右。

通过上述三组方式的比较可知,第三种方案最好,可减少15kW的动力消耗。

综上所述,水蒸汽冷却后只剩下非可凝性气体。在压力很低时,水蒸汽的比容相当大,这些可凝性蒸汽冷凝后,泵所需要的抽气量显然就大为降低了。另外,不论蒸汽是否冷凝,在同样压力下只要气体温度降低,其容积流量就会减少。例如化工流程中200~300℃温度的气体并不少见。若从300℃冷却到50℃之后,干燥空气的容积减少45%左右,这样就可以选择较小容量的抽气真空泵机组装置。

(2)机组的操作顺序:

1)机组中无旁通阀时,应先开动水环泵,被抽系统中的气体由罗茨泵(气体推动罗茨泵转子自行转动,如同流量计一般)进入水环泵后再排至大气,待水环泵的吸入压力(如串联有大气泵,则为大气泵的吸入压力)达到罗茨泵的起初规定值时(即允许排气压力),始启动罗茨泵,机组正式运转,开始工作。

2)机组中有旁通阀时,如图5所示,先启动水环

泵,接着开动罗茨泵,此时,罗茨泵进排气压差较大,

旁通阀自动开启,被抽容器中的气体一部分经过旁通阀

进入水环泵,另一部分在罗茨泵的作用下通过该泵也进

入水环泵,显然抽气速率增加,这样很快达到罗茨泵的

预真空,进排气压差较小,阀门自动关闭(或人工关闭),

机组正式工作。这种方法能大大缩短预抽时间,但设备

较复杂。

(3)机组-罗茨泵-前级泵性能关系

机组的性能与罗茨泵的性能密切相关,而罗茨泵的

性能又随前级泵的不同而有所不同。

1)由于罗茨泵的转子与转子之间、转子与壳体之间存在着间隙,因此有返流存在,而这种返流受进口压力和出口压力的影响,即使是同一台罗茨泵,使用不同的前级泵时,其抽气速率也会有所不同。

罗茨泵的抽气速率可由下式确定:

δ=δ0(P2/P1/K)

式中:δ0-设计的抽气速率;

P1-进口压力;

P2-出口压力;

K-固有常数,由该泵转子的形状、间隙量、转子圆周速度和出口压力来确定。

由上式可知,抽气量受到出口压力与进口压力之比的影响,亦即若增加前级泵的抽气速率,那么罗茨泵的抽气速率也会增大。

(2)极限压力由泵的抽气速率,各间隙的返流量,泵体泄漏量及高真空侧的放气量所决定。即: P0=(Q1+Q2+Q3)/δ式中:P0-极限压力;

δ-抽气速率;

Q1-返流量;

Q2-泄漏量;

Q3-放气量。

在这些参数中,Q1受排气压力即前级泵的极限压力的影响很大,在用水环泵作前级泵时,罗茨泵的极限压力随水环的饱和蒸汽压的不同而不同。

图6是用同一台罗茨泵配不同的前级泵时的性能比较。

从图可见,前级泵的极限真空度愈高时,机组的极限真空度也随之增高;两级罗茨泵串联使用,则能提高机组的极限真空度(实质上就是前一个罗茨泵为后一个罗茨泵的前级泵),且性能曲线平缓扩大,也即使用的范围扩大(由曲线1与2,曲线3与5的比较而得)。机组1、2的曲线大致相同。同样,机组3、4、5的曲线也有相同之处。然而1、2机组曲线和3、4、5机组曲线却是完全不同的两组曲线。这说明对于同一罗茨泵而言,选用不同的前级泵时,其机组的性能曲线有本质的差异。由此可见,前级泵对机组性能有相当大的影响。

(4)水环泵的选择

所谓水环泵就是用水作为液环的液环泵,用水作液环有很多优点,如价廉、易得、不会污染环境等。但也有一个很大缺点,由于水的饱和蒸汽压高,使得水环泵的吸入压力也高。这时如改用饱和蒸汽压低的液体作为液环,则可提高泵的极限真空度。如果某机组中罗茨泵最大允许的排气压力为10Torr,则用水作液环时还须加大气泵才能作为该罗茨泵的前级泵,若改用矿物油作液环则不加大气泵即可作为前级泵,这样可以简化装置。

(5)机组性能与罗茨泵允许排出压力

机组的性能在很大程度上取决于罗茨泵的允许排出压力。这种允许值越低,水环泵作为前级泵的可能性就越小。如果罗茨泵这种允许值为1~10Torr,而不论单、多级的水环泵极限压力大大高于这个数值,因此就不可能单独与这种罗茨泵组合使用,而需要加二级大气泵。如果罗茨泵排出压力允许值在100Torr以上,则前级的水环泵也可以作为罗茨泵的前级泵的前级泵,这就大大地扩充了前级泵的应用范围。

(6)应用实例

某化纤产品的生产过程为:低分子-高分子-制成带状-切片-干燥(运用罗茨泵-水环泵机组进行真空干燥)-抽丝-牵伸、加热-纺织-成品。

其中一个重要的工序是将5×5×5(mm)大小的切片进行干燥,以便进行抽丝,抽丝过程中理想的状况是使水份含量为零,实际上由于不能达到这一目的,故要求水份含量不大于0.02%,如果水份超过这一要求,要高温高压下抽丝,会使高分子分解,影响产品的强度。

在干燥这一工序中所应用的罗茨泵-水环泵机组的抽真空系统装置如图7所示。机组中各泵的技术参数如下表。

名称抽气速率

(m3/h)

转子直径

(mm)

转速

(r/min)

配用功率

(kW)

罗茨泵1 400 160 1450 2.2 罗茨泵2 200 102 2900 1.3

双级水环泵100 前级叶轮为后级之

1450 5.5

主要设备的功用简介如下:

(1)真空阀关闭真空阀,机组停止运行,可保持干燥系统一定的真空度。

(2)自动气动安全阀为防止机组突然停车时水环泵系统中的水向罗茨泵及真空干燥系统中倒灌。

(3)压差阀机组开始运行时,先启动水环泵,在压差阀两端逐渐产生压差,达到一定值时,阀自动开启,使系统中大部分气体经此阀流进水环泵。当大气逐渐通过大气泵流进水环泵,压差阀两端压力又逐渐减小,以致关阀,于是大气泵随即开始正常工作,压差阀的作用是为了缩短大气泵正常工作前的预抽时间。

(4)水位计起止逆阀的作用,防止水环泵的水倒流。

操作顺序如下:先开动水环泵,系统中气体径由罗茨泵(此时推动罗茨泵转子转动)进入水环泵而由汽水分离器排向大气。当抽到绝对压力为50Torr时启动罗茨泵2,当绝对压力到20Torr时再启动罗茨泵1,最后系统压力可达到0.088Torr,一般情况下可维持在1Torr以下。

真空泵的选型及常用计算公式

真空泵选型 真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子,降低真空室内的气体压力,使之达到要求的真空度。概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围,至今为止还没有一种真空系统能覆盖这个范围。因此,为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。为达到最佳配置,选择真空系统时,应考虑下述各点: 确定工作真空范围: ----首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。因为每一种工艺都有其适应的真空度范围,必须认真研究确定之。 确定极限真空度 ----在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度,因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。一般来讲,系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%,比前级泵的极限真空度低50%。 被抽气体种类与抽气量 检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。因为如果被抽气体种类与泵内液体发生反应,泵系统将被污染。同时必须考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。 真空容积 检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。 考虑达到要求真空度后在一定工艺要求条件下维持真空需要的抽气速率。 主真空泵的选择计算 S=2.303V/tLog(P1/P2) 其中: S为真空泵抽气速率(L/s) V为真空室容积(L) t为达到要求真空度所需时间(s)

P1为初始真空度(Torr) P2为要求真空度(Torr) 例如: V=500L t=30s P1=760Torr P2=50Torr 则: S=2.303V/t Log(P1/P2) =2.303x500/30xLog(760/50) =35.4L/s 当然上式只是理论计算结果,还有若干变量因素未考虑进去,如管道流阻、泄漏、过滤器的流阻、被抽气体温度等。实际上还应当将安全系数考虑在内。目前工业中应用最多的是水环式真空泵和旋片式真空泵等 一般的要求是: 1、真空度、真空容积、主要介质、温度、主要容积类设备。 2、真空流入介质及流量、压力、温度、规律。 3、抽气量、抽出气体介质、温度。 4、真空设备的占地面积、自动化程度、真空管道规格 选用真空泵时需要注意事项: 1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求1×10-5mmHg的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。 2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为10-3~10-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之内,而不能让它在10-8mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10-2mmHg下工作,但其工作压强应小于1×10-5mmHg为好。

真空计算公式

真空计算公式 1、玻义尔定律 体积V,压强P,P·V=常数 一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。 即P1/P2=V2/V1 2、盖·吕萨克定律 当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比: V1/V2=T1/T2=常数 当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。 3、查理定律 当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其绝对温度T成正比,即: P1/P2=T1/T2 在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程: λ=(5×10-3)/P (cm) 5、抽速: S=d v/d t (升/秒)或S=Q/P Q=流量(托·升/秒) P=压强(托) V=体积(升) t=时间(秒) 6、通导: C=Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽气时间: 对于从大气压到1托抽气 时间计算式:t=8V/S (经验公式) V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟内选择。8、维持泵选择: S维=S前/10 9、扩散泵抽速估算: S=3D2 (D=直径cm)10、罗茨泵的前级抽速: S=(0.1~0.2)S罗 (l/s) 11、漏率: Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1) Q漏-系统漏率(mmHg·l/s) V-系统容积(l) P1-真空泵停止时系统中压强(mmHg) P2-真空室经过时间t后达到的压强(mmHg) t-压强从P1升到P2经过的时间(s) 12、粗抽泵的抽速选择: S=Q1/P预 (l/s) S=2.3V·lg(P a/P预)/t S-机械泵有效抽速 Q1-真空系统漏气率(托·升/秒) P预-需要达到的预真空度(托) V-真空系统容积(升) t-达到P预时所需要的时间 P a-大气压值(托) 13、前级泵抽速选择: 排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等,它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值,选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走,根据管路中,各截面流量恒等的原则有:

常用真空单位换算表

常用真空单位换算表 1标准大气压=760毫米汞柱=76厘米汞柱=1.013×10^5帕斯卡=10.336米水柱 公斤不是单位,一般我们通常说的,事实上是一种非标准单位,名称叫:公斤力/平方厘米[Kgf/cm^2]1标准大气压=0.1MPa[兆帕]=101KPa=[千帕]左右=1bar[巴]=760mmHg(毫米汞柱)=14.696磅/英寸2(psi)≈1工程大气压 ≈1Kgf/cm^2[千克力/平方厘米] 千克:是质量单位,千克力:是作用在单位体积上一千克的力一个标准大气压一般约等于101千帕即0.1兆帕,约等于一工程大气压约等于一千克力每平方厘米工程大气压是比标准大气压小一点的1物理大气压=1标准大气压(atm) 为什么会多一个工程大气压我也不清楚但是工程大气压通常按千克力等,用一种质量作用力对单位面积获得的压强。而标准大气压(atm)则为标准的大气压强,比工程大气压精确,但他们是约等于的。没必要那么精确,除非你是在某些特定领域使用 饱和水蒸汽的压力与温度的关系( 摘自范仲元: "水和水蒸气热力性质图表 " p4~10 )

真空计算常用公式 1、玻义尔定律 体积V,压强P,P·V=常数(一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。 即P1/P2=V2/V1) 2、盖·吕萨克定律 当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比:(V1/V2=T1/T2=常数)当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。3、查理定律 当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其他绝对温度T成正比,即:P1/P2=T1/T2在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程: λ=(5×10-3)/P (cm) 5、抽速: S=dv/dt (升/秒)或S=Q/P Q=流量(托·升/秒) P=压强(托)V=体积(升) t=时间(秒) 6、通导:C=Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽气时间: 对于从大气压到1托抽气时间计算式:t=8V/S (经验公式) (V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟内选择。) 8、维持泵选择: S维=S前/10 9、扩散泵抽速估算: S=3D2 (D=直径cm)

可靠性计算公式大全

常运行的概率,用R(t)表示. 所谓失效率是指单位时间内失效的元件数与元件总数的比例,以λ表示,当λ为常数时,可靠性与 失效率的关系为: R(λ)=e-λu(λu为次方) 两次故障之间系统能够正常工作的时间的平均值称为平均为故障时间(MTBF) 如:同一型号的1000台计算机,在规定的条件下工作1000小时,其中有10台出现故障 ,计算机失效率:λ=10/(1000*1000)=1*10-5(5为次方) 千小时的可靠性:R(t)=e-λt=e(-10-5*10^3(3次方)=0.99 平均故障间隔时间MTBF=1/λ=1/10-5=10-5小时. 1)表决系统可靠性 表决系统可靠性:表决系统是组成系统的n个单元中,不失效的单元不少于k(k介于1和n之间),系统就不会失效的系统,又称为k/n系统。图12.8-1为表决系统的可靠性框图。通常n个单元的可靠度相同,均为R,则可靠性数学模形为: 这是一个更一般的可靠性模型,如果k=1,即为n个相同单元的并联系统,如果k=n,即为n个相同单元的串联系统。 2)冷储备系统可靠性 冷储备系统可靠性(相同部件情况):n个完全相同部件的冷贮备系统,(待机贮备系统),转换开关s 为理想开关Rs=1,只要一个部件正常,则系统正常。所以系统的可靠度: 图12.8.2 待机贮备系统

3)串联系统可靠性 串联系统可靠性:串联系统是组成系统的所有单元中任一单元失效就会导致整流器个系统失效的系统。下图为串联系统的可靠性框图。假定各单元是统计独立的,则其可靠性数学模型为 式中,Ra——系统可靠度;Ri——第i单元可靠度 多数机械系统都是串联系统。串联系统的可靠度随着单元可靠度的减小及单元数的增多而迅速下降。图12.8.4表示各单元可靠度相同时Ri和nRs的关系。显然,Rs≤min(Ri),因此为提高串联系统的可靠性,单元数宜少,而且应重视串联系统的可靠性,单元数宜少,而且应重视改善最薄弱的单元的可靠性。 4)并联系统可靠性 并联系统可靠性:并联系统是组成系统的所有单元都失效时才失效的失效的系统。图12.8.5为并联轴系统的可靠性框图。假定各单元是统计独立的,则其可靠性数学模型为 式中 Ra——系统可靠度 Fi——第i单元不可靠度

水的流量与管径的压力的计算公式

1、如何用潜水泵的管径来计算水的流量 Q=4.44F*((p2-p1)/ρ)0.5 流量Q,流通面积F,前后压力差p2-p1,密度ρ,0.5是表示0.5次方。以上全部为国际单位制。适用介质为液体,如气体需乘以一系数。 由Q=F*v可算出与管径关系。 以上为稳定流动公式。 2、请问流水的流量与管径的压力的计算公式是什么? 管道的内直径205mm,高度120m,管道长度是1800m,请问每小时的流量是多少?管道的压力是多少,管道需要采用多厚无缝钢管? 问题补充: 从高度为120米的地方用一根管道内直径为205mm管道长度是1800米放水下来,请问每个小时能流多少方水?管道的出口压力是多少?在管道出口封闭的情况下管道里装满水,管道底压力有多大 Q=[H/(SL)]^(1/2) 式中管道比阻S=10.3*n^2/(d^5.33)=10.3*0.012^2/(0.205^5.33)=6.911 把H=120米,L=1800米及S=6.911代入流量公式得 Q=[120/(6.911*1800)]^(1/2) = 0.0982 立方米/秒= 353.5 立方米/时 在管道出口封闭的情况下管道里装满水,管道出口挡板的压力可按静水压力计算: 管道出口挡板中心的静水压强P=pgH=1000*9.8*180=1764000 帕 管道出口挡板的静水总压力为F: F=P*(3.14d^2 /4)=1764000*(3.14*0.205^2 /4)=58193.7 牛顿 3、管径与流量的计算公式 请问2寸管径的水管,在0.2MPA压力的情况下每小时的流量是多少?这个公式是如何计算出来的? 流体在水平圆管中作层流运动时,其体积流量Q与管子两端的压强差Δp,管的半径r,长度L,以及流体的粘滞系数η有以下关系: Q=π×r^4×Δp/(8ηL) 4、面积,流量,速度,压力之间的关系和换算方法、 对于理想流体,管道中速度与压强关系:P + ρV2/2 = 常数,V2表示速度的平方。 流量=速度×面积,用符号表示 Q =VS 5、管径、压力与流量的计算方法 流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。用容积表示流量单位是L/s或 (`m^3`/h);用重量表示流量单位是kg/s或t/h。 流体在管道内流动时,在一定时间内所流过的距离为流速,流速一般指流体的平均流速,单位

可靠性计算公式大全

计算机系统的可靠性是制从它开始运行(t=0)到某时刻t这段时间内能正常运行的概率,用R(t)表示. 所谓失效率是指单位时间内失效的元件数与元件总数的比例,以λ表示,当λ为常数时,可靠性与 失效率的关系为: R(λ)=e-λu(λu为次方) 两次故障之间系统能够正常工作的时间的平均值称为平均为故障时间(MTBF) 如:同一型号的1000台计算机,在规定的条件下工作1000小时,其中有10台出现故障 ,计算机失效率:λ=10/(1000*1000)=1*10-5(5为次方) 千小时的可靠性:R(t)=e-λt=e(-10-5*10^3(3次方)=0.99 平均故障间隔时间MTBF=1/λ=1/10-5=10-5小时. 1)表决系统可靠性 表决系统可靠性:表决系统是组成系统的n个单元中,不失效的单元不少于k(k介于1和n之间),系统就不会失效的系统,又称为k/n系统。图12.8-1为表决系统的可靠性框图。通常n个单元的可靠度相同,均为R,则可靠性数学模形为: 这是一个更一般的可靠性模型,如果k=1,即为n个相同单元的并联系统,如果k=n,即为n个相同单元的串联系统。 2)冷储备系统可靠性 冷储备系统可靠性(相同部件情况):n个完全相同部件的冷贮备系统,(待机贮备系统),转换开关s为理想开关Rs=1,只要一个部件正常,则系统正常。所以系统的可靠度: 图12.8.2 待机贮备系统

3)串联系统可靠性 串联系统可靠性:串联系统是组成系统的所有单元中任一单元失效就会导致整流器个系统失效的系统。下图为串联系统的可靠性框图。假定各单元是统计独立的,则其可靠性数学模型为 式中,Ra——系统可靠度;Ri——第i单元可靠度 多数机械系统都是串联系统。串联系统的可靠度随着单元可靠度的减小及单元数的增多而迅速下降。图12.8.4表示各单元可靠度相同时Ri和nRs的关系。显然,Rs≤min(Ri),因此为提高串联系统的可靠性,单元数宜少,而且应重视串联系统的可靠性,单元数宜少,而且应重视改善最薄弱的单元的可靠性。 4)并联系统可靠性 并联系统可靠性:并联系统是组成系统的所有单元都失效时才失效的失效的系统。图12.8.5为并联轴系统的可靠性框图。假定各单元是统计独立的,则其可靠性数学模型为 式中 Ra——系统可靠度 Fi——第i单元不可靠度

流量计算公式

摘要:本文概述了目前用于管道直饮水系统管网设计秒流量的三种算法:传统公式算法、改造传统公式算法和概率公式算法,并比较了这三种算法的计算结果,分析了其中原因。指出传统公式算法和改造传统公式算法都不适用于管道直饮水系统管网的计算,而概率公式算法是一种较为合适的方法。 关键词:管道直饮水设计秒流量算法 0 前言 设计秒流量的计算是管网水力计算的基础,设计秒流量计算正确才能保证整个系统的正常运行。设计秒流量计算偏大,就会导致管径偏大、水泵流量偏大,造成经济上的浪费;同时,管网中的流速偏小,容易导致细菌繁殖,微粒沉积。而如果设计秒流量过小,则会使所选管径过小,造成水头损失过高,浪费能量,严重时出现断流,不能保证用水可靠性。所以,选择一个正确的设计秒流量计算方法至关重要。 1.设计秒流量计算方法概述 目前,用于管道直饮水系统设计秒流量的计算方法大致有三种: (1)算法一(传统公式算法) 即采用建筑生活给水管道设计秒流量计算公式 (1) 取=1.02,=0.0045,公式(1)成为: (2) 其中为设计秒流量(l/s),为当量总数,此公式为水工业工程设计手册《建筑和小区给水排水》[1]所采用。 (2)算法二(改造传统公式算法) 根据1981年出版的《室内给排水工程》[2],住宅生活用水秒不均匀系数与平均日用水量的关系为:

(3) 则 (4) 其中,为秒不均匀系数,为平均日用水量(m3/d)。 (3)算法三(概率公式算法) 关于概率公式算法,首先要引入一个重要概念——龙头使用概率。根据有关资料[3],龙头使用概率可表示为: (5) ——最高峰用水时龙头连续两次用水时间间隔(s); ——期间龙头放水时间(s)。 有了龙头的使用概率之后,可以用概率统计的方法计算出同时用水龙头数量,个龙头额定流量之和便是管道设计秒流量。 、和可用以下方法计算得到。设用水高峰期为下班后的某个半小时内,且此时段内的放水时间均匀分布,则此时龙头的使用概率为: (6) ——高峰期用水定额,l/s; ——管段负荷龙头总数;

真空泵计算公式

理想气体方程: 11 2212 PV PV T T = m PV RT M = 11.20310MP MP RT T ρ-=?= 8.314R = J mol k ? a P P : :kg M mol :m kg :T k 大气压与海拔: h 8 0.999101325 ρ=? 含湿量:d=0.622× v a P P =0.622×v v P P P - =0.622×Ps P Ps ???-?=v a m m =v v a a M n M n ??= 3318.0161028.9710v a n n --???? v m =d ?a m 1㎏干空气和d ㎏水蒸气组成的湿空气,其比体积为: (1)g R T v d P ?=+? 3 m kg (干气) 湿气常数 g ,,1287461111g a g v d d R R R d d d += ?+?=+++ ()J kg k ? 干空气常数 287.05a R = () J kg k ? 蒸汽常数461.5v R = () J kg k ? a a a m R T V P ??= v v m R T Vv P ??= (1)a a v v a a v m R T m R T Pv V V P P Pa ????= ==?+混 (1) a v a a v v a a v a a V P V P R P m m P R T R P R T P ??= = =?????+混 v a v v a v v a V P R P m m R T R P ?= =???a v v (1)V P R R T R ?= ?+混

水利工程设计常用计算公式

水利常用专业计算公式 一、枢纽建筑物计算 1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm(2gH03)1/2 式中:m —堰流流量系数 ε—堰流侧收缩系数 2、明渠恒定均匀流的基本公式如下: 流速公式: u=Ri C 流量公式 Q=Au=A Ri C 流量模数 K=A R C 式中:C—谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即

C = 6/1n 1R R —水力半径(m ); i —渠道纵坡; A —过水断面面积(m 2); n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。 3、水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。逐段试算法的基本公式为 △x=f 21112222i -i 2g v a h 2g v a h ???? ??+-???? ??+ 式中:△x ——流段长度(m );

g ——重力加速度(m/s 2); h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m ); v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s ); a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数; f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用 ??? ??+=-2f 1f -f i i 21i 或??? ? ??+=?=3/4222 224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中:h f ——△x 段的水头损失(m ) ; n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ; R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径(m ); A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡); 4、各项水头损失的计算如下: (1)沿程水头损失的计算公式为

人机系统可靠性计算示范文本

文件编号:RHD-QB-K8474 (安全管理范本系列) 编辑:XXXXXX 查核:XXXXXX 时间:XXXXXX 人机系统可靠性计算示 范文本

人机系统可靠性计算示范文本 操作指导:该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。,其中条款可根据自己现实基础上调整,请仔细浏览后进行编辑与保存。 (一)、系统中人的可靠度计算 由于人机系统中人的可靠性的因素众多且随机变化,因此人的可靠性是不稳定的。人的可靠度计算(定量计算)、也是很困难的。 1.人的基本可靠度 系统不因人体差错发生功能降低和故障时人的成功概率,称为人的基本可靠度,用r表示。人在进行作业操作时的基本可靠度可用下式表示: r=a1a2a3 (4—13)、 式中a1——输入可靠度,考虑感知信号及其意义,时有失误;

a2——判断可靠度,考虑进行判断时失误; a3——输出可靠度,考虑输出信息时运动器官执行失误,如按错开关。 上式是外部环境在理想状态下的可靠度值。 a1,a2,a3,各值如表4—5所示。 人的作业方式可分为两种情况,一种是在工作时间内连续性作业,另一种是间歇性作业。下面分别说明这两种作业人的可靠度的确定方法。 (1)、连续作业。在作业时间内连续进行监视和操纵的作业称为连续作业,例如控制人员连续观察仪表并连续调节流量;汽车司机连续观察线路并连续操纵方向盘等。连续操作的人的基本可靠度可以用时间函数表示如下: 式中r(t)、——连续性操作人的基本可靠度; t——连续工作时间;

l(t)、——t时间内人的差错率。 (2)、间歇性作业。在作业时间内不连续地观察和作业,称为间歇性作业,例如,汽车司机观察汽车上的仪表,换挡、制动等。对间歇性作业一般采用失败动作的次数来描述可靠度,其计算公式为:r=l一p(n/N)、(4—15)、式中N 失败动作次数; n——失败动作次数; p——概率符号。 2.人的作业可靠度 考虑了外部环境因素的人的可靠度RH为: RH=1-bl·b2·b3·b4·bs(1—r)、(4一16)、 式中b1——作业时间系数; b2——作业操作频率系数; b3——作业危险度系数;

水流量计算公式

水管网流量简单算法如下: 自来水供水压力为市政压力大概平均为0.28mpa。 如果计算流量大概可以按照以下公式进行推算,仅作为推算公式, 管径面积×经济流速(DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s)=流量如果需要准确数据应按照下文进行计算。 水力学教学辅导 第五章有压管道恒定流 【教学基本要求】 1、了解有压管流的基本特点,掌握管流分为长管流动和短管流动的条件。 2、掌握简单管道的水力计算和测压管水头线、总水头线的绘制,并能确定管道的压强分布。 3、了解复杂管道的特点和计算方法。 【容提要和学习指导】 前面几章我们讨论了液体运动的基本理论,从这一章开始将进入工程水力学部分,就是运用水力学的基本方程(恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程)和水头损失的计算公式,来解决实际工程中的水力学问题。本章理论部分容不多,主要掌握方程的简化和解题的方法,重点掌握简单管道的水力计算。 有压管流水力计算的主要任务是:确定管路过的流量Q;设计管道通过的流量Q所需的作用水头H和管径d;通过绘制沿管线的测压管水头线,确定压强p沿管线的分布。 5.1 有压管道流动的基本概念 (1)简单管道和复杂管道 根据管道的组成情况我们把它分为简单管道和复杂管道。直径单一没有分支而且糙率不变的管道称为简单管道;复杂管道是指由两根以上管道组成管道系统。复杂管道又可以分

为串联管道、并联管道、分叉管道、沿程泄流管和管网。 (2) 短管和长管 在有压管道水力计算中,为了简化计算,常将压力管道分为短管和长管: 短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损失都不能忽略不计的管道; 长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失,在计算中可以忽略的管 道为,一般认为( )<(5~10)h f %可以按长管计算。 需要注意的是:长管和长管不是完全按管道的长短来区分的。将有压管道按长管计算,可以简化计算过程。但在不能判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前,按短管计算不会产生较大的误差。 5.2简单管道短管的水力计算 (1)短管自由出流计算公式 (5—1) 式中:H 0是作用总水头,当行近流速较小时,可以近似取H 0 = H 。 μ称为短管自由出流的流量系数。 (5—2) (2)短管淹没出流计算公式 (5—3) 式中:z 为上下游水位差,μc 为短管淹没出流的流量系数 (5—4) 请特别注意:短管自由出流和淹没出流的计算关键在于正确计算流量系数。我们比较短管自由出流和淹没出流的流量系数(5—2)和(5—4)式,可以看到(5—2)式比(5—4)式在分母中多一项“1”,但是计算淹没出流的流量系数μc 时,局部水头损失系数中比自由出流多一项管道出口突然扩大的局部水头损失系数“1”,在计算中不要遗忘。 (3)简单管道短管水力计算的类型 简单管道短管水力计算主要有下列几种类型: 1)求输水能力Q:可以直接用公式(5—1)和(5—3)计算。 2)已知管道尺寸和管线布置,求保证输水流量Q 的作用水头H 。 这类问题实际是求通过流量Q 时管道的水头损失,可以用公式直接计算,但需要计算管流速,以判别管是否属于紊流阻力平方区,否则需要进行修正。 3)已知管线布置、输水流量Q 和作用水头H ,求输水管的直径 d 。 j h g v ∑+22 02gH A c Q μ=ζλμ∑++= d l 11 z g A c Q 2μ=ζλμ∑+=d l c 1

计算公式大全

网络工程师软考常用计算公式 单位的换算 1字节(B)=8bit 1KB=1024字节1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 通信单位中K=千,M=百万 计算机单位中K=210,M=220 倍数刚好是1024的幂 ^为次方;/为除;*为乘;(X/X)为单位 计算总线数据传输速率 总线数据传输速率=时钟频率(Mhz)/每个总线包含的时钟周期数*每个总线周期传送的字节数(b) 计算系统速度 每秒指令数=时钟频率/每个总线包含时钟周期数/指令平均占用总线周期数 平均总线周期数=所有指令类别相加(平均总线周期数*使用频度) 控制程序所包含的总线周期数=(指令数*总线周期数/指令) 指令数=指令条数*使用频度/总指令使用频度 每秒总线周期数=主频/时钟周期 FSB带宽=FSB频率*FSB位宽/8

计算机执行程序所需时间 P=I*CPI*T 执行程序所需时间=编译后产生的机器指令数*指令所需平均周期数*每个机器周期时间指令码长 定长编码:码长>=log2 变长编码:将每个码长*频度,再累加其和 平均码长=每个码长*频度 流水线计算 流水线周期值等于最慢的那个指令周期 流水线执行时间=首条指令的执行时间+(指令总数-1)*流水线周期值 流水线吞吐率=任务数/完成时间 流水线加速比=不采用流水线的执行时间/采用流水线的执行时间 存储器计算 存储器带宽:每秒能访问的位数单位ns=10-9秒 存储器带宽=1秒/存储器周期(ns)*每周期可访问的字节数 (随机存取)传输率=1/存储器周期 (非随机存取)读写N位所需的平均时间=平均存取时间+N位/数据传输率

真空常用计算公式

真空概念及真空计算公式 1、真空的定义 真空系统指低于该地区大气压的稀簿气体状态 2、真空度 处于真空状态下的气体稀簿程度,通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思,真空度低表示真空度“差”的意思。 3、真空度单位 通常用托(Torr)为单位,近年国际上取用帕(Pa)作为单位。 1托=1/760大气压=1毫米汞柱 4、托与帕的转换 1托=133.322帕或1帕=7.5×10-3托 5、平均自由程 作无规则热运动的气体粒子,相继两次碰撞所飞越的平均距离,用符号“λ”表示。 6、流量 单位时间流过任意截面的气体量,符号用“Q”表示,单位为帕·升/秒(Pa·L/s)或托·升/秒(Torr·L/s)。

7、流导 表示真空管道通过气体的能力。单位为升/秒(L/s),在稳定状态下,管道流导等于管道流量除以管道两端压强差。 符号记作“U”。U=Q/(P2- P1) 8、压力或压强 气体分子作用于容器壁的单位面积上的力,用“P”表示。 9、标准大气压 压强为每平方厘米101325达因的气压,符号:(Atm)。 10、极限真空 真空容器经充分抽气后,稳定在某一真空度,此真空度称为极限真空。通常真空容器须经12小时炼气,再经12小时抽真空,最后一个小时每隔10分钟测量一次,取其10次的平均值为极限真空值。 11、抽气速率 在一定的压强和温度下,单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速率,简称抽速。即Sp=Q/(P-P0) 12、热偶真空计 利用热电偶的电势与加热元件的温度有关,元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量真空度的真空计。

13、电离真空计(又收热阴极电离计) 由筒状收集极,栅网和位于栅网中心的灯丝构成,筒状收集极在栅网外面。热阴极发射电子电离气体分子,离子被收集极收集,根据收集的离子流大小来测量气体压强的真空计。 14、复合真空计 由热偶真空计与热阴极电离真空计组成,测量范围从大气~10-5Pa。 15、冷阴极电离计 阳极筒的两端有一对阴极板,在外加磁场作用,阳极筒内形成潘宁放电产生离子,根据阴极板收集的离子流的大小来测定气体压强的真空计。 16、电阻真空计 利用加热元件的电阻与温度有关,元件的温度又与气体传导有关的原理,通过电桥电路来测量真空度的真空计。 17、麦克劳真空计(压缩式真空计) 将待测的气体用汞(或油)压缩到一极小体积,然后比较开管和闭管的液柱差,利用玻义尔定律直接算出气体压强的一种绝对真空计。 18、B-A规 这是一种阴极与收集极倒置的热阴极电离规。收集极是一根细丝,放在栅网中心,灯丝放在栅网外面,因而减少软X射线影响,延伸测量下限,可测超高真空。

管道流量计算公式

已知1小时流量为10吨水,压力为0.4 水流速为1.5 试计算钢管规格 题目分析:流量为1小时10吨,这是质量流量,应先计算出体积流量,再由体积流量计算出管径,再根据管径的大小选用合适的管材,并确定管子规格。(1)计算参数,流量为1小时10吨;压力0.4MPa(楼主没有给出单位,按常规应是MPa),水的流速为1.5米/秒(楼主没有给出单位,我认为只有单位是米/秒,这道题才有意义) (2)计算体积流量:质量流量m=10吨/小时,水按常温状态考虑则水的密度ρ=1吨/立方米=1000千克/立方米;则水的体积流量为Q=10吨/小时=10立方米/小时=2777.778立方米/秒 (3)计算管径:由流量Q=Av=(π/4)*d*dv;v=1.5m/s;得: d=4.856cm=48.56mm (4)选用钢管,以上计算,求出的管径是管子内径,现在应根据其内径,确定钢管规格。由于题目要求钢管,则: 1)选用低压流体输送用镀锌焊接钢管,查GB/T3091-2008,选择公称直径为DN50的钢管比较合适,DN50镀锌钢管,管外径为D=60.3mm,壁厚为 S=3.8mm,管子内径为d=60.3-3.8*2=52.7mm>48.56mm,满足需求。 2)也可选用流体输送用无缝钢管D57*3.0,该管内径为51mm 就这个题目而言,因要求的压力为0.4MPa,选用DN50的镀锌钢管就足够了,我把选择无缝钢管的方法也介绍了,只是提供个思路而已。 具体问题具体分析。 1、若已知有压管流的断面平均流速V和过流断面面积A,则流量Q=VA 2、若已知有压流水力坡度J、断面面积A、水力半径R、谢才系数C,则流量Q=CA(RJ)^(1/2),式中J=(H1-H2)/L,H1、H2分别为管道首端、末端的水头,L 为管道的长度。 3、若已知有压管道的比阻s、长度L、作用水头H,则流量为 Q=[H/(sL)]^(1/2) 4、既有沿程水头损失又有局部水头损失的有压管道流量: Q=VA=A√(2gH)/√(1+ζ+λL/d) 式中:A——管道的断面面积;H——管道的作用水头;ζ——管道的局部阻力系数;λ——管道的沿程阻力系数;L——管道长度;d——管道内径。 5、对于建筑给水管道,流量q不但与管内径d有关,还与单位长度管道的水头损失(水力坡度)i有关.具体关系式可以推导如下: 管道的水力坡度可用舍维列夫公式计算i=0.00107V^2/d^1.3 管道的流量q=(πd^2/4)V 上二式消去流速V得: q = 24d^2.65√i ( i 单位为m/m ), 或q = 7.59d^2.65√i ( i 单位为kPa/m )

人机系统可靠性计算

人机系统可靠性计算 (一)系统中人的可靠度计算 由于人机系统中人的可靠性的因素众多且随机变化,因此人的可靠性是不稳定的。人的可靠度计算(定量计算)也是很困难的。 1.人的基本可靠度 系统不因人体差错发生功能降低和故障时人的成功概率,称为人的基本可靠度,用r表示。人在进行作业操作时的基本可靠度可用下式表示: r=a1a2a3 (1—26) 式中a1——输入可靠度,考虑感知信号及其意义,时有失误; a2——判断可靠度,考虑进行判断时失误; a3——输出可靠度,考虑输出信息时运动器官执行失误,如按错开关。 上式是外部环境在理想状态下的可靠度值。a1,a2,a3,各值如表1—11所示。 表1--11可靠度计算 作业类别内容a1~a3 a2 简单一般复杂变量在6个以下,已考虑人机工程学原则 变量在10个以下 变量在10个以上,考虑人机工程学不充分 0.9995~0.9999 0.9990~0.9995 0.990~0.999 0.999 0.995 0.990 人的作业方式可分为两种情况,一种是在工作时间内连续性作业,另一种是间歇性作业。下面分别说明这两种作业人的可靠度的确定方法。 (1)连续作业。在作业时间内连续进行监视和操纵的作业称为连续作业,例如控制人员连续观察仪表并连续调节流量;汽车司机连续观察线路并连续操纵方向盘等。 连续操作的人的基本可靠度可以用时间函数表示如下: r(t)=exp[∫0+∞l(t)dt] (1—27) 式中r(t)——连续性操作人的基本可靠度; t——连续工作时间; l(t)——t时间内人的差错率。 (2)间歇性作业。在作业时间内不连续地观察和作业,称为间歇性作业,例如,汽车司机观察汽车上的仪表,换挡、制动等。对间歇性作业一般采用失败动作的次数来描述可靠度,其计算公式为: r=l一p(n/N) (1—28) 式中N——总动作次数;

管道水流量计算公式(精)

管道水流量计算公式 A.已知管的内径12mm,外径14mm,公差直径13mm,求盘管的水流量。压力为城市供水的压力。 计算公式1:1/4∏×管径的平方(毫米单位换算成米单位)×经济流速(DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s) 计算公式2:一般取水的流速1--3米/秒,按 1.5米/秒算时:DN=SQRT(4000q/u/3.14 流量q,流速u,管径DN。开平方SQRT。 其实两个公式是一样的,只是表述不同而已。另外,水流量跟水压也有很大的关系,但是现在我们至少可以计算出大体的水流量来了。 备注:1.DN为Nomial Diameter 公称直径(nominal diameter,又称平均外径(mean outside diameter。 这是缘自金属管的管璧很薄,管外径与管内径相差无几,所以取管的外径与管的内径之平均值当作管径称呼。 因为单位有公制(mm及英制(inch的区分,所以有下列的称呼方法。 1. 以公制(mm为基准,称DN (metric unit 2. 以英制(inch为基准,称NB(inch unit 3. DN (nominal diameter NB (nominal bore OD (outside diameter 4. 【例】镀锌钢管DN50,sch 20 镀锌钢管NB2”,sch 20 5. 外径与DN,NB的关系如下:

------DN(mm--------NB(inch-------OD(mm 15-------------- 1/2--------------21.3 20--------------3/4 --------------26.7 25-------------- 1 ----------------33.4 32-------------- 1 1/4 -----------42.2 40-------------- 1 1/2 -----------48.3 50-------------- 2 -----------60.3 65-------------- 2 1/2 -----------73.0 80-------------- 3 -----------88.9 100-------------- 4 ------------114.3 125-------------- 5 ------------139.8 B.常用给水管材如下: (1)给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)DN100的管子其公称外径de=110,壁厚为 e=4.2mm(S12.5,SDR26,PN1.0,则其内径为110-4.2×2=101.6mm; (2)给水用聚乙烯(PE)管材,DN100的管子其公称外径de=110,壁厚为 e=8.1mm(PE80级,SDR13.6,PN1.0,则其内径为110-8.1×2=93.8mm; (3)冷水用聚丙烯(PP-R)管,DN100的管子其公称外径de=110,壁厚为 e=12.3mm(S4,PN1.0,则其内径为110-12.3×2=85.4mm; (4)镀锌钢管,DN100的镀锌钢管其外径D=114.3,壁厚为S=4.0mm(普通钢管,则 其内径为114.3-4.0×2=106.3mm; (5)流体输送用无缝钢管,DN100的无缝钢管其外径D=108,壁厚为S=4.0mm,则其内径为108-4.0×2=100mm。 2.管道最大流量,是指管内输送水时流速的最大取值,给水工程上。给水管道的最大流速不得超过2m/s,消防给水管道的流速最大不得超过2.5m/s。 3.计算最大流量。 流量公式:Q=AV=(π/4)×d×d×V= (1)PVC-U管:Q=(π/4)×0.1016×0.1016×2.0×3600=58.37m3

流量计算公式

(转)循环泵的流量和扬程计算 2011-12-07 16:25 事例见最后 1、先计算出建筑的热负荷然后 0.86*Q/(Tg-Th)=G 这是流量 2、我设计的题目是沧州市某生活管理处采暖系统的节能改造工程。这个集中供热系统的采暖面积是33.8万平方米。通过计算可知,该系统每年至少可节煤5000吨。换句话说,30%多的能量被浪费了。如果我的设计被采纳,这个管理处每年可以节约大约一百万元的经费(如果煤价是200元/吨)。而我所做的仅仅是装调节阀,平衡并联管路阻力;安装温度计,压力表,对采暖系统进行监控;换掉了过大的循环水泵和补给水泵;编制了锅炉运行参数表。 原始资料 1. 供热系统平面图,包括管道走向、管径、建筑物用途、层高、面积等。 2. 锅炉容量、台数、循环水泵型号及台数等。本系统原有15吨锅炉三台,启用两台;10吨锅炉三台,启用一台;配有12SH-9A型160KW循环水泵三台,启用两台。 3. 煤发热量为23027KJ/kg(5500kcal/kg)。 4. 煤耗量及耗煤指标,由各系统资料给出。采暖面积:33.8万m2;单位面积煤耗量:39.54kg/m2?年。 5. 气象条件:沧州地区的室外供热计算温度是-9℃,供热天数122天,采暖起的平均温度-0.9℃。 6. 锅炉运行平均效率按70%计算。 7. 散热器以四柱为主,散热器相对面积取1.5。 8. 系统要求采用自动补水定压。 设计内容 1.热负荷的校核计算 《节能技术》设计属集中供热系统的校核与改造。鉴于设计任务书所提供的原始资料有限,拟采用面积热指标法进行热负荷的概算。 面积热指标法估算热负荷的公式如下: Qnˊ= qf × F / 1000 kW 其中:Qnˊ——建筑物的供暖设计热负荷,kW; F ——建筑物的建筑面积,㎡; qf ——建筑物供暖面积热指标,W/㎡;它表示每1㎡建筑面积的供暖设计热负荷。 因此,为求得建筑物的供暖设计热负荷Qnˊ,需分别先求出建筑物供暖面积热指标qf 和建筑物的建筑面积F。 1.1 热指标的选择 由《节能技术》附表查得:住宅的热指标为46~70W/㎡。

真空泵的选型及常用计算公式

真空泵的选型及常用计 算公式 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

真空泵选型 真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子,降低真空室内的气体压力,使之达到要求的真空度。概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围,至今为止还没有一种真空系统能覆盖这个范围。因此,为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。为达到最佳配置,选择真空系统时,应考虑下述各点: 确定工作真空范围: ----首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。因为每一种工艺都有其适应的真空度范围,必须认真研究确定之。 确定极限真空度 ----在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度,因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。一般来讲,系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%,比前级泵的极限真空度低50%。 被抽气体种类与抽气量 检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。因为如果被抽气体种类与泵内液体发生反应,泵系统将被污染。同时必须考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。 真空容积 检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。 考虑达到要求真空度后在一定工艺要求条件下维持真空需要的抽气速率。 主真空泵的选择计算 S=tLog(P1/P2) 其中: S为真空泵抽气速率(L/s) V为真空室容积(L)

t为达到要求真空度所需时间(s) P1为初始真空度(Torr) P2为要求真空度(Torr) 例如: V=500L t=30s P1=760Torr P2=50Torr 则: S=t Log(P1/P2) =30xLog(760/50) =s 当然上式只是理论计算结果,还有若干变量因素未考虑进去,如管道流阻、泄漏、过滤器的流阻、被抽气体温度等。实际上还应当将安全系数考虑在内。 目前工业中应用最多的是水环式真空泵和旋片式真空泵等 一般的要求是: 1、真空度、真空容积、主要介质、温度、主要容积类设备。 2、真空流入介质及流量、压力、温度、规律。 3、抽气量、抽出气体介质、温度。 4、真空设备的占地面积、自动化程度、真空管道规格 选用真空泵时需要注意事项: 1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求1×10-5mmHg的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5×10- 6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。 2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为10-3~10-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之

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