設(shè)計(jì)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時(shí)間穩(wěn)定工作的特點(diǎn),可以應(yīng)用于較廣闊溫區(qū)的汽液相平衡試驗(yàn)中。該磁力循環(huán)泵采用外部磁力驅(qū)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(yàn)系統(tǒng)中的汽相或者液相循環(huán)提供動(dòng)力,是整個(gè)系統(tǒng)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(chǔ)研究內(nèi)容。經(jīng)過多年的發(fā)展,汽液相平衡的試驗(yàn)研究方法多種多樣,其中汽相單循環(huán)法因?yàn)椴僮骱啽�、取樣少、試�?yàn)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(yàn)系統(tǒng)如圖1所示,處于平衡釜上部的汽相工質(zhì)在循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入循環(huán)管路,經(jīng)過循環(huán)泵,再回到平衡釜的底部,在鼓泡上升的過程中與平衡釜內(nèi)的液相工質(zhì)完成傳熱傳質(zhì),使得整個(gè)平衡釜內(nèi)的組分達(dá)到均勻狀態(tài)。

圖1　汽液相平衡試驗(yàn)系統(tǒng)示意

　　應(yīng)用于汽液相平衡試驗(yàn)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(yàn)中使用,還必須耐低溫;

　　(2) 循環(huán)流量小,調(diào)節(jié)方便,無化學(xué)和熱污染;

　　(3) 連續(xù)工作時(shí)間長,因?yàn)槠�液相平衡試�?yàn)周期較長,所以要求磁力循環(huán)泵能夠穩(wěn)定且長時(shí)間的工作。

　　普通商業(yè)化的循環(huán)泵在流量、可調(diào)節(jié)性、耐低溫等方面很難滿足需要,因此該類型的試驗(yàn)循環(huán)泵一般都是自行設(shè)計(jì)。在國外, Ruska W. E. A等開發(fā)了一種磁力泵,采用了活塞汽缸結(jié)構(gòu),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(yàn)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(nèi),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(yàn)^[4] ,清華大學(xué)的侯樹鑫等開發(fā)了采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的磁力泵^[5] ,大連大學(xué)的詹世平申請(qǐng)了一種磁力循環(huán)泵的發(fā)明專利,其特點(diǎn)是汽缸內(nèi)部和外部均安裝了永磁體^[6] 。

　　本課題曾開發(fā)了一種可應(yīng)用于相平衡試驗(yàn)的電磁泵,但電磁鐵效率較低,發(fā)熱量大,因此不能夠長時(shí)間的運(yùn)行^[7] 。為了新建的高精度汽液相平衡試驗(yàn)系統(tǒng)的需要,本課題又設(shè)計(jì)了一種新型磁力循環(huán)泵。

4、結(jié)語

　　設(shè)計(jì)的新型磁力循環(huán)泵能夠長時(shí)間穩(wěn)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(nèi)連續(xù)可調(diào);在所測(cè)試的電機(jī)步進(jìn)速度下運(yùn)行效率均高于0.88。

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