真空發(fā)生器工作原理_真空發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖

　　真空發(fā)生器工作原理

　　真空發(fā)生器就是利用正壓氣源產(chǎn)生負(fù)壓的一種新型，高效，清潔，經(jīng)濟(jì)，小型的真空元器件，這使得在有壓縮空氣的地方，或在一個氣動系統(tǒng)中同時需要正負(fù)壓的地方獲得負(fù)壓變得十分容易和方便。真空發(fā)生器廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動化中機(jī)械，電子，包裝，印刷，塑料及機(jī)器人等領(lǐng)域。

　　真空發(fā)生器的工作原理是利用噴管高速噴射壓縮空氣，在噴管出口形成射流，產(chǎn)生卷吸流動。在卷吸作用下，使得噴管出口周圍的空氣不斷地被抽吸走，使吸附腔內(nèi)的壓力降至大氣壓以下，形成一定真空度。如圖1所示。

　　圖1 真空發(fā)生器工作原理示意圖

　　由流體力學(xué)可知，對于不可壓縮空氣氣體（氣體在低速進(jìn)，可近似認(rèn)為是不可壓縮空氣）的連續(xù)性方程

　　A1v1= A2v2

　　式中A1，A2----管道的截面面積，m2

　　v1，v2----氣流流速，m/s

　　由上式可知，截面增大，流速減?。唤孛鏈p小，流速增大。

　　對于水平管路，按不可壓縮空氣的伯努里理想能量方程為

　　P1+1/2ρv12=P2+1/2ρv22

　　式中P1，P2----截面A1，A2處相應(yīng)的壓力，Pa

　　v1，v2----截面A1，A2處相應(yīng)的流速，m/s

　　ρ----空氣的密度，kg/m2

　　由上式可知，流速增大，壓力降低，當(dāng)v2》》v1時，P1》》P2。當(dāng)v2增加到一定值，P2將小于一個大氣壓務(wù)，即產(chǎn)生負(fù)壓。故可用增大流速來獲得負(fù)壓，產(chǎn)生吸力。

　　按噴管出口馬赫數(shù)M1（出口流速與當(dāng)?shù)芈曀僦龋┓诸?，真空發(fā)生器可分為亞聲速器管型（M1《1），聲速噴管型（M1=1）和超聲速噴管型（M1》1）。亞聲速噴管和聲速噴管都是收縮噴管，而超聲速噴管型必須是先收縮后擴(kuò)張形噴管（即Laval噴嘴）。為了得到最大吸入流量或最高吸入口處壓力，真空發(fā)生器都設(shè)計成超聲速噴管型。

　　真空發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖

　　真空發(fā)生器主要由噴嘴和擴(kuò)張管組成，由上述可知噴嘴的作用是將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)換為動能，產(chǎn)生超音速氣流；擴(kuò)張管的作用是使超音速氣流減速以降低排出氣體時的噪音。由氣體動力學(xué)可知?dú)饬饕辉ǔ５褥亓鲃訒r通流截面積與氣流的速度間應(yīng)滿足公式式中：

　　f為通流截面積；M為馬赫數(shù)，M=v/A； v為氣流的速度；A為當(dāng)?shù)匾羲佟?/p>

　　由上式可見，當(dāng)流速增加時，通流截面積究竟擴(kuò)大還是縮小，要看（M2-1） 的正負(fù)，亦即M》1還是M《1。當(dāng)流速小于當(dāng)?shù)匾羲偌铀贂r，M 小于1， （M2-1）為負(fù)， df符號與dv相反。故當(dāng)流速增高時， 氣流截面積應(yīng)縮小。當(dāng)流速等于音速時，M=1則M 2-1=0，即df=0，此時氣流截面積達(dá)最小值。當(dāng)流速大于當(dāng)?shù)匾羲偌闯羲贂r，M大于1， （M 2- 1） 為正，df符號與dv同號，故當(dāng)流速增高時，氣流截面積應(yīng)擴(kuò)大。

　　因此， 為了獲得超音速氣流，噴嘴的截面形狀應(yīng)當(dāng)是小于音速加速時先縮小，當(dāng)?shù)扔谝羲贂r為最小，然后超音速時逐漸擴(kuò)大，即采用漸縮漸擴(kuò)的拉伐爾噴管結(jié)構(gòu)；同理，為了使超音速氣流減速，擴(kuò)張管的截面形狀應(yīng)采用超音速減速時先縮小，當(dāng)流速等于音速時，即M=1時截面為最小，然后小于音速減速時截面逐漸擴(kuò)大的漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)。是真空發(fā)生器的噴嘴和擴(kuò)張管結(jié)構(gòu)簡圖，噴嘴漸縮角度A建議取120°～140°，漸擴(kuò)角度B 建議取14°～16°；擴(kuò)張管漸縮及漸擴(kuò)角度C、H建議取6°～8°。

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