Cum funcționează sistemul Venturi?
Un sistem Venturi reduce presiunea atunci când un fluid curge printr-o secțiune îngustată (sau înecată) a unei conducte. În 1797, Giovanni Battista Venturi a efectuat experimente asupra debitului într-un tub în formă de con și a construit primul debitmetru pentru conducte închise numit „tub Venturi”. Un vid Venturi este creat de o pompă prin care trece aer comprimat, însă pompa nu are părți mobile. Aerul comprimat trece prin camera inițială, apoi printr-un portal mai mic care se deschide într-o altă cameră mai mare, care este la fel ca prima.
Presiunea statică în primul tub de măsurare (1) este mai mare decât la cel de-al doilea (2), iar viteza fluidului la „1” este mai mică decât la „2”, deoarece aria secțiunii transversale la „1” este mai mare decât la „2”.https://en.wikipedia.org/wiki/Venturi_effect
Constrângerea unei conducte prin care circulă fluidul duce la o presiune mai mică. Acest principiu este contrar intuiției bunului simț. De ce scade presiunea? Unde se duce fluidul dacă traseul este constrâns? Atunci când fluidul începe să curgă, viteza sa în jurul orificiului din conductă crește semnificativ din cauza restricției din secțiunea transversală. O ilustrare a acestui lucru este apa care curge printr-o conductă. Apa este un lichid care nu este ușor de comprimat. Atunci când apa curge prin regiunea îngustată a unei conducte, apa curge mai repede. Același volum de apă trebuie să treacă mai repede prin același spațiu. Cu cât regiunea îngustată a țevii este mai mică în comparație cu raza inițială, cu atât mai rapidă este viteza fluidului.
Cu cât fluidul în mișcare este mai rapid, cu atât presiunea este mai mică (adică principiul lui Bernoulie) și cu cât viteza este mai mare, cu atât mai mare este diferența de presiune diferențială măsurată. Restricțiile bruște generează turbulențe severe într-un fluid. Adăugarea unei duze care sunt potrivite pentru viteze de curgere mai mari la fluidele cu particule abrazive va reduce turbulențele și creează mai puține pierderi de presiune. Reducerea turbulenței este mai mare în cazul duzelor și tuburilor Venturi, unde restricția este creată de constricții conice mai lungi în peretele țevii.
NOTA: Cu cât secțiunea de evacuare a țevii este mai lungă, cu atât mai puternic este efectul de vid.
Toate sistemele Venturi, inclusiv manometrele, contoarele, duzele, plăcile de orificiu, strangulatoarele și țevile pot fi furnizate cu diferite dimensiuni ale diametrului de restricție, astfel încât pierderea de presiune și presiunea diferențială generată să poată fi optimizate pentru condițiile de proces și aplicații. „În dinamica fluidelor, viteza unui fluid incompresibil trebuie să crească pe măsură ce trece printr-o constricție, în conformitate cu principiul continuității masei, în timp ce presiunea sa statică trebuie să scadă în conformitate cu principiul conservării energiei mecanice” (Wikipedia, Venturi effect, Retrieved on September 18, 2018). Prin urmare, orice câștig de energie cinetică și viteză a fluidului pe măsură ce trece printr-o restricție este echilibrat de o scădere a presiunii.
Nota interesantă: Debitul masic pentru un fluid compresibil va crește odată cu creșterea presiunii în amonte, ceea ce va crește densitatea fluidului prin constricție (deși viteza va rămâne constantă). Acesta este principiul de funcționare al unei duze de Laval. Creșterea temperaturii sursei va crește, de asemenea, viteza sonică locală, permițând astfel o creștere a debitului masic, dar numai dacă suprafața duzei este, de asemenea, mărită pentru a compensa scăderea densității rezultate.
Sistemul Venturi este format din:
- Comutator de vid Venturi sau Nex Flow Ring Vac
- Furtun sau țeavă
- Minimum 2,5 CFM la 90 PSI
Sistemul Venturi mărește capacitatea de aspirare a oricărui compresor de aer. Pentru a configura un aspirator Venturi, conectați compresorul la un capăt, mutați comutatorul la setarea de vid și conectați celălalt capăt la un dispozitiv de vid.
Componenta principală este un tub Venturi. Pe măsură ce fluidul curge printr-o lungime de țeavă cu diametru variabil. Pentru a evita rezistența aerodinamică nejustificată, un tub Venturi are de obicei un con de intrare de 30 de grade și un con de ieșire de 5 grade. (Wikipedia, Retrieved September 18, 2018).
Accesorii
- Conector rapid de deconectare/conectare a duzei
- Măsurători de presiune sau de vid pentru a monitoriza cât de mult vid este creat cu sistemul
- Pompă de vid pentru a colecta material și apoi folosiți sistemul Venturi pentru a deplasa materialul pe o distanță mai mare
Vantajele unui sistem de vid Venturi
Cele mai bune avantaje ale unui sistem de vid Venturi este că:
- Creează un vid ridicat și un flux amplificat pentru a genera o forță de transport puternică pentru a deplasa cu ușurință orice material.
- Reduce costurile de energie cu un consum mai mic de aer și folosește mai puțină presiune.
- Mai puțin probabil să contamineze fluxul de aer datorită designului direct, care previne înfundarea.
- Lightweight și portabil; Configurație simplă, care este mai ușor de fabricat și mai puțin costisitor de achiziționat. Se asamblează rapid și ușor și se atașează la configurația existentă. Nu are supape și nu necesită filtre.
- Configurabil: Conexiune standard, filetată (NPT sau BSP) sau cu flanșă
- Disponibil într-o gamă largă de materiale: Aluminiu anodizat/neodizat dur, oțel inoxidabil 304/316L și Teflon. Construite pentru a rezista: materialele sunt tratate pentru a asigura longevitatea în ciclul de viață al produsului
- Depășește pompele multietajate de 2 până la7 ori
- Nu prezintă riscuri electrice sau de explozie
Aplicații ale sistemului Venturi
Tubele Venturi sunt utilizate în procesele în care pierderea permanentă de presiune nu este tolerabilă și unde este necesară o precizie maximă în cazul lichidelor foarte vâscoase. Se utilizează, de asemenea, în aplicații în care înlocuiesc pompele de vid acționate electric:
- Ventilația gazelor
- Piese metalice în mișcare într-un mediu dur al mașinilor:
- Încărcarea buncărului; Pelete de plastic pentru turnarea prin injecție
- Îndepărtarea marginilor
- Operații de umplere
- Transfer de material
- Sablare
- Măsurarea presiunilor de combustibil sau de combustie în motoarele cu reacție sau rachetă
- Măsurarea debitelor mici și mari de apă și apă uzată
PRODUCTE FURNIZATE
Ce este o pompă de vid?
O pompă de vid este un dispozitiv, care a fost inventat în 1650 de Otto von Guericke. Aceasta îndepărtează moleculele de aer și de gaz dintr-un spațiu închis sau limitat, ceea ce duce la un vid parțial. Uneori, pompele de vid elimină gazul dintr-o zonă, lăsând în urmă un vid parțial sau elimină apa dintr-o zonă în alta, așa cum face o pompă de vidanjare într-un subsol.
Performața unei pompe de vid se măsoară pe baza vitezei pompei sau a volumului de debit la intrare în volum pe unitate de timp. Viteza de pompare fluctuează în funcție de fiecare tip de pompă și de gazul/lichidul/fluidul pe care este utilizat. Numărul de molecule pompate din recipient pe unitatea de timp sau debitul este un alt factor de performanță.
Aspirația unui vid este cauzată de o diferență de presiune a aerului. Un ventilator acționat de un curent electric reduce presiunea din interiorul aparatului. Presiunea atmosferică împinge apoi aerul prin covor și în duză, astfel încât praful este literalmente împins în sac.
Componentele unei pompe de vid sunt:
- Sucțiune: Cu cât gradul de aspirare este mai mare, cu atât mai puternic este aspiratorul.
- Putere de intrare: Puterea consumată este în wați. Puterea nominală de intrare nu indică eficiența aspiratorului, ci doar cantitatea de energie electrică pe care o consumă
- Putere de ieșire: Cantitatea de putere de intrare este convertită în flux de aer la capătul furtunului de curățare. Debitul de aer este adesea exprimat în wați de aer (wați).
Cum funcționează o pompă de vid?
Un arbore rotativ, într-un spațiu etanș, îndepărtează moleculele de aer și de gaz. Această acțiune scade progresiv densitatea aerului în interiorul incintei, rezultând un vid. Pe măsură ce presiunea din incintă este redusă, devine mai dificil să se elimine particule suplimentare. Cantitatea de energie produsă de o pompă de vid depinde de volumul de gaz eliminat și de diferența de presiune produsă între atmosfera internă și cea externă.
Cele două tehnologii utilizate de pompele de vid sunt transferul sau captarea gazului.
Pompele de transfer alocă împingerea din partea de vid în partea de evacuare pentru a accelera gazul.
Pompele de transfer deplasează moleculele de gaz prin acțiune cinetică sau deplasare pozitivă:
Pompele de transfer cinetic direcționează gazul spre ieșirea din pompă folosind palete de mare viteză sau presiunea gazului introdusă. Pompele cinetice nu au, de obicei, recipiente etanșe, dar pot atinge rapoarte de compresie ridicate la presiuni scăzute.
Transferul prin deplasare pozitivă captează gazul și îl deplasează prin pompă. Acestea sunt adesea proiectate în mai multe etape pe un arbore de antrenare comun. Volumul izolat este comprimat la un volum mai mic la o presiune mai mare și expulzat în atmosferă (sau la următoarea pompă). Este obișnuit ca două pompe de transfer să fie utilizate în serie pentru a asigura un vid și un debit mai mare. Gazul expulzat este peste presiunea atmosferică atunci când din pompă iese același număr de molecule de gaz ca și cel care intră în ea. Raportul de compresie este presiunea de evacuare la ieșire măsurată în raport cu cea mai mică presiune obținută la intrare.
Pompele de captare captează moleculele de gaz pe suprafețele din cadrul sistemului de vid. Această pompă funcționează la debite mai mici decât pompele de transfer, dar poate furniza un vid foarte puternic. Pompele de captare funcționează prin condensare criogenică, reacție ionică sau reacție chimică și nu au părți mobile. Ele pot genera un vid fără ulei.
Pompele de vid mecanice au de obicei un motor electric ca sursă de energie, dar se pot baza alternativ pe un motor cu combustie internă, și aspiră aer dintr-un volum închis și îl eliberează în atmosferă. Pompa de vid cu palete rotative este cea mai populară dintre tipurile de pompe mecanice. Rotoarele individuale sunt plasate în jurul unui arbore și se rotesc la viteze mari. Aerul este captat și deplasat prin orificiul de admisie, iar în spatele acestuia se creează un vid.
Tipuri de pompe de vid
Pompele pot fi considerate pompe umede sau uscate, în funcție de faptul dacă gazul este sau nu expus la ulei sau apă în timpul pompării. Pompele umede vor folosi ulei sau apă pentru lubrifiere și/sau etanșare, iar acest fluid poate contamina gazul măturat (pompat). Pompele uscate nu au niciun fluid. Acestea au spații strânse între părțile rotative și cele statice ale pompei, folosesc garnituri uscate din polimer (PTFE) sau o diafragmă pentru a separa mecanismul de pompare de gazul aspirat. Pompele uscate reduc riscul de contaminare a sistemului și de eliminare a uleiului în comparație cu pompele umede.
Nota: Pompele de vid nu sunt ușor de transformat din umede în uscate prin schimbarea stilului pompei. Camera și conductele pot fi contaminate dacă sunt umede. Prin urmare, toate pompele umede trebuie să fie curățate temeinic sau înlocuite, altfel vor contamina gazul în timpul funcționării.
| Primary/Booster/Secondary | Name | Type of pump |
|---|---|---|
| Primary (Backing) pumps | Oil Sealed Rotary Vane Pump | Wet Deplasare pozitivă |
| Pompă cu inel de lichid | ||
| Pompă cu diafragmă | Pompă uscată cu deplasare pozitivă | |
| Pompă cu rotiță | ||
| Pompă de refulare | Pompă cu rădăcini | |
| Pompă cu gheare | ||
| Pompă cu șuruburi | ||
| Pompă secundară | Pompă turbomoleculară | Transfer cinetic uscat |
| Vapor Diffusion Pump | Wet Kinetic Transfer | |
| Cryopump | Dry Entrapment | |
| Sputter Ion Pump |
Motive pentru a utiliza o pompă de vid:
- Furnizați o forță
- Colectați praful
- Îndepărtați constituenții activi și reactivi
- Îndepărtați gazele captive și dizolvate
- Diminuați transferul termic
- Creșteți „calea liberă medie” a moleculelor de gaz astfel încât presiunea să devină utilă.
Calea liberă medie este distanța pe care o parcurge o moleculă înainte de a se ciocni cu o altă moleculă. O moleculă ar putea experimenta următoarele tipuri de curgere în vid:
- Curgere vâscoasă, turbulentă: Mișcare aleatorie extraordinară, deoarece moleculele încearcă să se deplaseze în orice spațiu deschis care ar putea duce la o ieșire mai rapidă.
- Curgere vâscoasă, laminară: După câteva minute, graba moleculelor de a ieși se termină și acestea încep să se deplaseze spre o ieșire în mod ordonat.
- Curgere moleculară: Calea liberă medie devine mai lungă în interiorul diametrului conductei, creând un flux liber al moleculelor. Moleculele de gaz se vor ciocni mai probabil cu pereții conductei (recipientului) decât cu o altă moleculă. Pe măsură ce presiunea scade, conductanța scade și ea până când fluxul de gaz se transformă în flux molecular. Conductanța este măsura masei de gaz care curge la presiunea medie pe metru de lungime a conductei.
Avantajele unei pompe de vid
- Mișcă un volum mare de aer/vide scăzut
- Converte presiunea în debit (necesită o presiune mai mare pentru a funcționa)
- Colectează murdăria, praf și resturi
- Economisește energie
- Durabil
Aplicații ale pompelor de vid
- Procese medicale, care necesită aspirație, cum ar fi terapia sau spectrometrele de masă
- Aplicații chimice și farmaceutice
- Instrumente analitice științifice care analizează materiale solide, gazoase, de suprafață, lichide și biologice, cum ar fi microscopia electronică
- Industrii de proces pentru ventilarea fumului, îndepărtarea prafului și a murdăriei, alimentarea echipamentelor și compactarea gunoiului:
- Mori de zahăr
- Pulpa & de hârtie
- Ciment
- Tuburi de vid
- Lămpi electrice
- Semiconductori
- .
- Înveliș de sticlă
- Giroscoapele din instrumentele de zbor sunt alimentate de o sursă de vid în cazul unei defecțiuni electrice.
- Stații de tratare pentru sistemele de canalizare
- Îndepărtează apa dintr-o zonă în alta, așa cum face o pompă de vidanjare într-un subsol.
Sistem Venturi VS pompă de vid
Un sistem Venturi poate fi utilizat în multe dintre aceleași aplicații ca și o pompă de vid. Principalul avantaj al sistemului Venturi (Ring Vac) de la Nex Flow este că unitățile sunt compacte și robuste, sunt simplu de configurat și nu necesită întreținere în comparație cu pompele de vid. Atunci când se ventilează continuu aerul – alegerea unei pompe de vid de joasă presiune poate economisi costurile de energie. Cu toate acestea – dacă ceea ce căutați este transportul intermitent al materialelor – un aspirator inelar acționat cu aer comprimat cu un întrerupător instantaneu pornit/oprit poate economisi costurile de energie atunci când se utilizează aer comprimat.
.