開式液氮冷凝泵工作流程和壓降原因
發布時間：2015年08月03日 09:20 閱讀：5780
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澤德
開式液氮冷凝泵由外殼、進氣口、冷凝板(背部帶翅片)、液氮儲槽、液氮加注管、氮氣排出管、支撐結構等組成。
低溫
冷凝泵的工作過程主要由冷凝板預冷和水蒸氣的進氣過程組成。 其工作流程：
(1)開啟輔助真空泵抽除泵內的N2等不易低冷凝的氣體。
(2)人工加注液氮，將冷凝板降溫至其溫度相對穩定，并且使泵出口維持一個較高的真空度(0.001Pa量級)；(3)通過進氣口向冷凝泵內進氣，在進氣過程中仍然保持一個合適的液氮加注速度。
對于開式液氮冷凝泵來說，相變是引起尺度跨越主要的原因。水蒸氣從進氣口到高真空出口，冷凝泵內氣體的流動狀態從黏滯流逐漸跨度到分子流，其壓力計算是流體力學與傳熱學中典型的多尺度問題。
開式液氮冷凝泵壓力經節流孔急劇下降，軸向壓力梯度很大。壓力降低的原因主要是因為：
(1)流動過程中的節流孔入口處和管內壁面阻力導致的能量損失。
(2)運動過程中流速增加，導致靜壓力下降。對于低速入流的流體，入口的局部損失大致相同，當節流孔的長度不同時長度越長，沿程壓力損失越大，表現為更大的軸向壓力梯度。
當氣體為理想狀態時，冷凝泵中的氣體流量與冷凝熱負荷成正比。氣體流量與入口壓力和橫截面積有關，在入口壓力一定的情況下，入口截面積越小，熱負荷越低，對冷凝泵的熱真空性能越有利。對于不同節流孔的尺寸，直徑越小，長度越長，冷凝泵的性能越好。
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