一種新型磁力循環(huán)泵的設計與測試

　　設計并研制了一種新型的磁力循環(huán)泵,具有密封性能良好且能夠長(cháng)時(shí)間穩定工作的特點(diǎn),可以應用于較廣闊溫區的汽液相平衡試驗中。該磁力循環(huán)泵采用外部磁力驅動(dòng)方式,避免了流體的熱污染和化學(xué)污染。因此該磁力循環(huán)泵可以為汽液相平衡試驗系統中的汽相或者液相循環(huán)提供動(dòng)力,是整個(gè)系統的關(guān)鍵部件之一。

1、前言

　　汽液相平衡研究作為熱力學(xué)的分支,工程熱物理領(lǐng)域的基礎研究?jì)热�。�?jīng)過(guò)多年的發(fā)展,汽液相平衡的試驗研究方法多種多樣,其中汽相單循環(huán)法因為操作簡(jiǎn)便、取樣少、試驗精度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用^[1] 。汽相循環(huán)法汽液相平衡試驗系統如圖1所示,處于平衡釜上部的汽相工質(zhì)在循環(huán)泵驅動(dòng)下進(jìn)入循環(huán)管路,經(jīng)過(guò)循環(huán)泵,再回到平衡釜的底部,在鼓泡上升的過(guò)程中與平衡釜內的液相工質(zhì)完成傳熱傳質(zhì),使得整個(gè)平衡釜內的組分達到均勻狀態(tài)。

圖1　汽液相平衡試驗系統示意

　　應用于汽液相平衡試驗的磁力循環(huán)泵必須具備的條件是:

　　(1) 體積小、工作壓力高,如果在低溫氣液相平衡試驗中使用,還必須耐低溫;

　　(2) 循環(huán)流量小,調節方便,無(wú)化學(xué)和熱污染;

　　(3) 連續工作時(shí)間長(cháng),因為汽液相平衡試驗周期較長(cháng),所以要求磁力循環(huán)泵能夠穩定且長(cháng)時(shí)間的工作。

　　普通商業(yè)化的循環(huán)泵在流量、可調節性、耐低溫等方面很難滿(mǎn)足需要,因此該類(lèi)型的試驗循環(huán)泵一般都是自行設計。在國外, Ruska W. E. A等開(kāi)發(fā)了一種磁力泵,采用了活塞汽缸結構,流量適中,為了減少竄氣,活塞與汽缸之間的配合要好^[2] ;另外Jong Sung L im在試驗中采用了一種循環(huán)泵,其流量非常小,只有0.145～0.172ml/ s^[3] 。在國內,浙江大學(xué)的韓曉紅采用了一種電磁循環(huán)泵用于汽液相平衡試驗^[4] ,清華大學(xué)的侯樹(shù)鑫等開(kāi)發(fā)了采用曲柄連桿機構傳動(dòng)的磁力泵^[5] ,大連大學(xué)的詹世平申請了一種磁力循環(huán)泵的發(fā)明專(zhuān)利,其特點(diǎn)是汽缸內部和外部均安裝了永磁體^[6] 。

　　本課題曾開(kāi)發(fā)了一種可應用于相平衡試驗的電磁泵,但電磁鐵效率較低,發(fā)熱量大,因此不能夠長(cháng)時(shí)間的運行^[7] 。為了新建的高精度汽液相平衡試驗系統的需要,本課題又設計了一種新型磁力循環(huán)泵。

4、結語(yǔ)

　　設計的新型磁力循環(huán)泵能夠長(cháng)時(shí)間穩定地工作;在2. 5MP 壓力下密封性良好; 流量可以在130.56～381.96ml/min范圍內連續可調;在所測試的電機步進(jìn)速度下運行效率均高于0.88。

參考文獻

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