Venturi System VS Vakuumpumper

Hvordan virker Venturi Systemet?

Et Venturi System reducerer trykket, når en væske strømmer gennem en indsnævret del (eller drossel) af et rør. I 1797 udførte Giovanni Battista Venturi forsøg med strømning i et kegleformet rør og byggede det første flowmeter til lukkede rør kaldet “Venturi-røret”. Et Venturi-vakuum skabes af en pumpe med komprimeret luft, der løber igennem den, men pumpen har ingen bevægelige dele. Den komprimerede luft løber gennem det første kammer, derefter en mindre portal, der åbner ind i et andet større kammer, som er ligesom det første.

Det statiske tryk i det første målerør (1) er højere end ved det andet (2), og væskens hastighed ved “1” er lavere end ved “2”, fordi tværsnitsarealet ved “1” er større end ved “2”.https://en.wikipedia.org/wiki/Venturi_effect

At indsnævre et rør, hvor væske strømmer igennem, resulterer i et lavere tryk. Dette princip strider mod den sunde fornufts intuition. Hvorfor falder trykket? Hvor går væsken hen, hvis vejen er indsnævret? Når væsken begynder at strømme, øges dens hastighed omkring åbningen i røret betydeligt på grund af indsnævringen i tværsnittet. En illustration af dette er vand, der strømmer gennem et rør. Vand er en væske, som ikke er let at komprimere. Når vandet strømmer gennem det indsnævrede område i et rør, strømmer vandet hurtigere. Den samme mængde vand skal hurtigere passere gennem det samme rum. Jo mindre det indsnævrede område af røret er i forhold til den oprindelige radius, jo hurtigere er væskens hastighed.

Jo hurtigere den bevægende væske er, jo lavere er trykket (dvs. Bernoules princip), og jo højere hastighed, jo større er forskellen i det målte differenstryk. Bratte begrænsninger skaber alvorlig turbulens i en væske. Tilføjelse af en dyse, der er egnet til højere strømningshastigheder til væsker med slibende partikler, vil reducere turbulensen og skabe mindre tryktab. Turbulensreduktionen er større med Venturi-dyser og -rør, hvor begrænsningen skabes af længere, koniske indsnævringer i rørvæggen.

BEMÆRK: Jo længere rørets udluftningssektion er, jo stærkere er vakuumvirkningen.

Alle Venturi-systemer, herunder måleinstrumenter, målere, dyser, blændeplader, chokes og rør, kan leveres med forskellige størrelser af begrænsningsdiametre, så det genererede tryktab og differenstryk kan optimeres til procesforholdene og -applikationerne. “I væskedynamikken skal en inkompressibel væskes hastighed stige, når den passerer gennem en forsnævring i overensstemmelse med princippet om massekontinuitet, mens dens statiske tryk skal falde i overensstemmelse med princippet om bevarelse af mekanisk energi” (Wikipedia, Venturi-effekt, hentet den 18. september 2018). Derfor opvejes enhver gevinst i væskens kinetiske energi og hastighed, når den strømmer gennem en forsnævring, af et trykfald.

Interessant note: Massestrømningshastigheden for en kompressibel væske vil stige med øget opstrøms tryk, hvilket vil øge væskens massefylde gennem forsnævringen (selvom hastigheden vil forblive konstant). Dette er funktionsprincippet for en de Laval-dyse. En forøgelse af kildetemperaturen vil også øge den lokale soniske hastighed og dermed muliggøre en øget massestrømningshastighed, men kun hvis dysens areal også øges for at kompensere for det deraf følgende fald i densitet.

Venturisystemet består af:

• Venturi-vakuumkontakt eller Nex Flow Ring Vac
• Slange eller rør
• Minimum 2,5 CFM @ 90 PSI

Venturisystemet øger sugekapaciteten på enhver luftkompressor. For at konfigurere et Venturi-vakuum skal du tilslutte kompressoren i den ene ende, flytte kontakten til vakuumindstillingen og tilslutte den anden ende til en vakuumanordning.

Den vigtigste komponent er et venturirør. Da væske strømmer gennem en længde af et rør med skiftende diameter. For at undgå unødig aerodynamisk modstand har et venturirør typisk en indgangskonus på 30 grader og en udgangskonus på 5 grader. (Wikipedia, hentet 18. september 2018).

Accessories

• Snabtafkobling/tilslutning af dysefittings
• Tryk- eller vakuummålere til overvågning af, hvor meget vakuum der skabes med systemet
• Vakuumpumpe til opsamling af materiale og derefter bruge Venturi-systemet til at flytte materialet en større afstand

Fordele ved et Venturi-vakuumsystem

De bedste fordele ved et Venturi-vakuumsystem er, at det:

• Skaber et højt vakuum og en forstærket strøm for at generere en stærk transportkraft til at flytte ethvert materiale med lethed.
• Reducerer energiomkostningerne med mindre luftforbrug og bruger mindre tryk.
• Mindre sandsynlighed for at forurene luftstrømmen på grund af det lige gennemgående design, som forhindrer tilstopning.
• Letvægt og bærbar; Enkel konfiguration, som er lettere at fremstille og billigere at købe. Samles hurtigt og nemt og kan fastgøres til eksisterende konfiguration. Har ingen ventiler og kræver ingen filtre.
• Konfigurerbar: Standard, gevind (NPT eller BSP) eller flangetilslutning
• Fås i et bredt udvalg af materialer: Anodiseret/hårdt anodiseret aluminium, 304/316L rustfrit stål og teflon. Bygget til at holde: Materialerne er behandlet for at sikre lang levetid i produktets livscyklus
• Er 2 til 7 gange bedre end flertrins pumper
• Ingen elektrisk eller eksplosionsfare

Venturi-systemanvendelser

Venturirør anvendes i processer, hvor permanent tryktab ikke kan tolereres, og hvor der er behov for maksimal nøjagtighed i tilfælde af meget viskose væsker. De anvendes også i applikationer, hvor de erstatter elektrisk drevne vakuumpumper:

• Gasudluftning
• Bevægelige metaldele i et maskinelt ru miljø:
  • Bunkerbelastning; Plastpiller til sprøjtestøbning
  • Fjernelse af trim
  • Fyldningsoperationer
  • Materialetransport
  • Sandblæsning
• Gas gennem en transmissionsledning eller scrubber: Flytter vådt og tørt materiale eller væske gennem et rør
• Energioverførsel: Transport af opløsningsmidler og kemikalier, f.eks. olie og gas, damp
• Omdanner en standard luftkompressor til en sugemaskine til at fastgøre produkter med et ensartet sug for at fastgøre et underlag til en overflade. Ved at bruge en luftkompressor som fastspændingskraft undgås også behovet for huller på en arbejdsflade.
• Måle en væskes hastighed ved at måle trykændringer ved forskellige segmenter af enheden:
  • Måle brændstof- eller forbrændingstryk i jet- eller raketmotorer
  • Måle små og store strømninger af vand og spildevand
• I metrologi (målevidenskab) for måleinstrumenter kalibreret til differenstryk.
• Vandudsugere, der producerer et delvist vakuum ved hjælp af den kinetiske energi fra vandtrykket fra vandhanen
• Slut din vakuumpose til at lave vakuumformede laminater
• Vakuumformningsoperationer til effektive industrielle anvendelser
• Atomizers, der spreder parfume eller spraymaling (i.f.eks. fra en sprøjtepistol).

FORUDSTILLEDE PRODUKTER

Hvad er en vakuumpumpe?

En vakuumpumpe er en anordning, som blev opfundet i 1650 af Otto von Guericke. Den fjerner luft- og gasmolekyler fra et forseglet eller lukket rum, hvilket resulterer i et delvist vakuum. Nogle gange fjerner vakuumpumper gas fra et område og efterlader et delvist vakuum eller fjerner vand fra et område til et andet, som f.eks. en sumppumpe gør det i en kælder.

En vakuumpumpumpes ydeevne måles på pumpens hastighed eller strømningsmængden ved indløbet i volumen pr. tidsenhed. Pumpehastigheden svinger for hver pumpetype og den gas/væske/væske/væske, som den anvendes til. Antallet af molekyler, der pumpes ud af beholderen pr. tidsenhed eller gennemstrømning, er en anden præstationsfaktor.

Et vakuums sugning skyldes en forskel i lufttryk. En ventilator, der drives af en elektricitet, reducerer trykket inde i maskinen. Det atmosfæriske tryk presser derefter luften gennem tæppet og ind i dysen, så støvet bogstaveligt talt skubbes ind i posen.

Der er følgende komponenter i en vakuumpumpe:

• Sugning: Jo højere sugeevne, jo kraftigere er støvsugeren.
• Input effekt: Strømforbruget er angivet i watt. Den nominelle indgangseffekt angiver ikke rengøringsmaskinens effektivitet, kun mængden af elektricitet, den bruger
• Udgangseffekt: Mængden af indgangseffekt omdannes til luftstrøm ved enden af rengøringsslangen. Luftstrømmen angives ofte i luftwatt (watt).

Hvordan fungerer en vakuumpumpe?

En roterende aksel i et forseglet rum fjerner luft- og gasmolekyler. Denne handling mindsker gradvist lufttætheden i kabinettet, hvilket resulterer i et vakuum. Efterhånden som trykket i rummet reduceres, bliver det vanskeligere at fjerne yderligere partikler. Den mængde energi, der produceres af en vakuumpumpe, afhænger af den mængde gas, der fjernes, og den producerede trykforskel mellem den indre og den ydre atmosfære.

De to teknologier, der anvendes af vakuumpumper, er gasoverførsel eller opsamling.

Transferpumper tildeler trykket fra vakuumsiden til udstødningssiden for at accelerere gassen.
De flytter gasmolekylerne ved kinetisk virkning eller positiv fortrængning:

Kinetiske overførselspumper leder gassen mod pumpeudgangen ved hjælp af højhastighedsblade eller indført gastryk. Kinetiske pumper har typisk ikke lukkede beholdere, men kan opnå høje kompressionsforhold ved lavt tryk.

Positiv fortrængningstransport fanger gassen og flytter den gennem pumpen. De er ofte konstrueret i flere trin på en fælles drivaksel. Det isolerede volumen komprimeres til et mindre volumen ved et højere tryk og udledes til atmosfæren (eller til den næste pumpe). Det er almindeligt, at to overførselspumper anvendes i serie for at opnå et højere vakuum og en højere strømningshastighed. Den udstødte gas er over atmosfærisk tryk, når det samme antal gasmolekyler forlader pumpen som det antal gasmolekyler, der kommer ind i den. Kompressionsforholdet er udstødningstrykket ved udløbet målt i forhold til det laveste tryk, der opnås ved indløbet.

Fangpumper fanger gasmolekylerne på overflader i vakuumsystemet. Denne pumpe arbejder ved lavere flowhastigheder end overførselspumper, men kan give et meget kraftigt vakuum. Indfangningspumper fungerer ved hjælp af kryogen kondensation, ionisk reaktion eller kemisk reaktion og har ingen bevægelige dele. De kan generere et oliefrit vakuum.

De mekaniske vakuumpumper har normalt en elektrisk motor som energikilde, men kan alternativt være afhængige af en forbrændingsmotor, og suger luft fra et lukket volumen og afgiver den til atmosfæren. Vakuumpumpen med roterende vinger er den mest populære af den slags mekaniske pumper. De enkelte rotorer er placeret omkring en aksel og drejer rundt med høj hastighed. Luft indfanges og flyttes gennem indsugningsåbningen, og der skabes et vakuum bagved.

Typer af vakuumpumper

Pumperne kan betragtes som enten våde eller tørre pumper, afhængigt af om gassen udsættes for olie eller vand under pumpningen eller ej. Ved våde pumper anvendes olie eller vand til smøring og/eller tætning, og denne væske kan forurene den fejet (pumpede) gas. Tørre pumper har ingen væske. De har tætte rum mellem de roterende og statiske dele af pumpen og anvender tørre polymertætninger (PTFE) eller en membran til at adskille pumpemekanismen fra den fejet gas. Tørre pumper reducerer risikoen for systemforurening og bortskaffelse af olie sammenlignet med våde pumper.

Bemærk: Vakuumpumper kan ikke let omdannes fra våde til tørre pumper ved at ændre pumpestilen. Kammeret og rørledningerne kan blive forurenet, hvis de er våde. Derfor skal alle våde pumper rengøres grundigt eller udskiftes, da de ellers vil forurene gassen under drift.

Primary/Booster/Secondary	Navn	Pumpetype
Primary (Backing) pumps	Oil Sealed Rotary Vane Pump	Vådt Positiv fortrængningspumpe
	Væskeringspumpe
	Membranpumpe	Tør positiv fortrængningspumpe
	Skrøllepumpe
Boosterpumper	Roddepumpe
	Klodepumpe
	Skruepumpe
Sekundær pumpe	Turbomolekylær pumpe	Tørre kinetisk overførsel
	Damp Diffusionspumpe	Våd kinetisk overførsel
	Kryopumpe	Dry Entrapment
	Sputter ionpumpe

Grunde til at bruge en vakuumpumpe:

1. Skab en kraft
2. Saml støv op
3. Fjernelse af aktive og reaktive bestanddele
4. Fjernelse af indfangede og opløste gasser
5. Mindskelse af termisk overførsel
6. Forøgelse af gasmolekylernes “gennemsnitlige frie vej”, således at trykket bliver brugbart.

Den gennemsnitlige frie vej er den afstand, som et molekyle tilbagelægger, inden det støder sammen med et andet molekyle. Et molekyle kan opleve følgende typer af strømning i et vakuum:

1. Viskøs strømning, turbulent: Enorm tilfældig bevægelse, da molekylerne forsøger at bevæge sig ind i ethvert åbent rum, der kan føre til en hurtigere udgang.
2. Viskøs strømning, laminær: Efter nogle få minutter ophører molekylernes hastværk for at forlade stedet, og de begynder at bevæge sig mod en udgang på en ordentlig måde.
4. Molekylær strømning: Den gennemsnitlige frie vej bliver længere inden for rørets diameter, hvilket skaber en fri strøm af molekyler. Gasmolekylerne vil med større sandsynlighed kollidere med rørledningens (beholderens) vægge end med et andet molekyle. Efterhånden som trykket falder, falder også konduktansen, indtil gasstrømmen ændres til molekylestrømning. Konduktans er et mål for den gasmasse, der strømmer ved det gennemsnitlige tryk pr. meter af rørlængden.

Fordele ved en vakuumpumpe

• Bevægter stor luftmængde/lavt vakuum
• Konverterer tryk til flow (kræver højere tryk for at fungere)
• Samler snavs op, støv og snavs
• Sparer energi
• Holdbar

Vakuumpumpeanvendelser

• Medicinske processer, som kræver sugning, f.eks. terapi eller massespektrometre
• Kemiske og farmaceutiske applikationer
• Videnskabelige analyseinstrumenter, der analyserer faste, gasformige, overfladiske, flydende og biologiske materialer, f.eks. elektronmikroskopi
• Procesindustrier til udluftning af dampe, fjernelse af støv og snavs, strømforsyning af udstyr og komprimering af affald:
  • Sukkerfabrikker
  • Pulp &papir
  • Cement
  • Vakuumrør
  • Elektriske lamper
  • Halvledere
  • Glasbelægning
• Gyroskoper i flyveinstrumenter forsynes med strøm fra en vakuumkilde i tilfælde af en elektrisk fejl.
• Behandlingsanlæg til spildevandssystemer
• Fremfører vand fra et område til et andet, som f.eks. en sumppumpe gør det i en kælder.

Venturi-system VS vakuumpumpe

Et venturi-system kan anvendes til mange af de samme formål som en vakuumpumpe. Den største fordel ved Nex Flow’s Venturi-system (Ring Vac) er, at enhederne er kompakte og robuste, enkle at konfigurere og kræver ingen vedligeholdelse sammenlignet med vakuumpumper. Ved kontinuerlig udluftning af luft – kan man ved at vælge en lavtryksvakuumpumpe spare energiomkostninger. Men – hvis intermitterende transport af materialer er det, du er på udkig efter – kan en trykluftdrevet ringvakuumpumpe med en øjeblikkelig tænd/sluk-knap spare energiomkostninger ved brug af trykluft.