为什么水环真空泵的极限压力只在2kPa左右?

?资讯动态 ????|???? ?2018-08-11 08:33

  水环真空泵的极限压力受限于它的工作液,最常见的也就是——水。而为什么是受限于工作液,其原因在于它们的饱和蒸气压。

  大家知道,液体是会蒸发的,即液体表面分子不断脱离液体,逸入液体外空间。温度越高、压力越低,蒸发现象就越剧烈。而液体蒸发后的气体会对液体表面产生压强,那就是该液体的蒸气压。在封闭条件及一定温度下,当液体的蒸发与凝结处于一种动态平衡时,那时液体所处的蒸气压即是它的饱和蒸气压。同时液体蒸发对应的逆过程就是凝结。

  当液体表面压强小于饱和蒸气压的时候,该液体处于非饱和状态,此时蒸发量大于凝结量,液体不断蒸发;而当该液体表面压强大于饱和蒸气压的时候,该液体蒸气就处于过饱和状态而被压缩,此时就出现大量凝结,且远大于蒸发量。

水的三相图

  透过水的三相图,大家可以看到其在不同压力与温度下的状态变化

  这样的物理特性下,在真空中存在液体压力,会因为低于该液体饱和蒸气压的低压,而产生大量的蒸发现象,成为真空中的气源。而水环真空泵工作过程中,需要用到水作为工作介质。而水在20℃的时候,其饱和蒸气压约在2338Pa,30℃的时候约为4245Pa。也就是说,当水环真空泵在20℃的时候,其工作压力一旦抽至接近2338Pa,工作液就会开始出现大量蒸发,形成气源。而水环真空泵的工作离不开工作液,在其蒸发的过程中又有新的工作液不断补充,就这样形成一个平衡,使其工作压力无法进一步提升。这也是为什么水环真空泵在工作液温度上升后,抽气效率大幅下降的原因:温度越高,饱和蒸气压越高,其工作极限压力就越高(真空度越低)。