Вакуум-насосы

Ряд процессов химической технологии осуществляется под вакуумом (например, сублимационная сушка, молекулярная дистилляция и др.)

По величине остаточного давления различают низкий, средний и высокий вакуум.

При низком вакууме преобладают столкновения молекул газа между собой. Длина свободного пробега молекул газа  значительно меньше линейного размера сосуда, в котором заключен газ, d ( << d).

При среднем вакууме число соударений молекул газа между собой и число столкновений молекул со стенкой сосуда примерно равны (  d).

При высоком вакууме преобладают столкновения молекул газа со стенками сосуда ( >> d).

При понижении давления длина свободного пробега молекул увеличивается в значительной степени. Так при давлении 133,3  10^-3 Па   10 см, а при давлении 133,3  10^-11 Па   10 км.

На практике при низком вакууме часто применяется единица измерения «процент вакуума», причем

% вакуума =

где Р₀ - остаточное давление в сосуде, из которого откачивается газ, Па.

Вакуум - насосы и их характеристики. Вакуум - насосами (вакуумными компрессорами) называются устройства, которые откачивают газ из производственной емкости с давлением ниже атмосферного и, сжимая его, выталкивают в атмосферу. В данном разделе мы будем рассматривать только вакуум насосы двух типов, применяемых в промышленности: объемные и динамические.

Объемные вакуум-насосы.

Поршневые вакуум-насосы. Поршневые вакуум - насосы применяются в химической промышленности в тех процессах, где требуется давление 0,6 - 13 кПа и для откачки больших объемов воздуха (до 1 м³/с). По своему устройству поршневой вакуум - насос мало отличается от устройства рассмотренных ранее поршневых насосов и компрессоров. Они имеют специальное газораспределительное устройство, связывающее цилиндр, откачиваемый объект и атмосферу. Поршневые вакуум - насосы бывают «сухие» и «мокрые». Первые откачивают из аппарата только газ, а вторые могут откачивать смесь газа с жидкостью. В конструктивном отношении «сухие» и «мокрые» вакуум - насосы совершенно одинаковы, за исключением распределительного устройства.

Вращательные вакуум-насосы со скользящими пластинами. По конструкции аналогичны роторным пластинчатым компрессорам. Они применяются для удаления основной массы воздуха или газа из производственных емкостей больших размеров, а также для создания централизованных систем предварительного разрежения. Предельное давление перед насосом не может быть меньше 1,3 - 3,3 кПа.

Вращательные вакуум-насосы с жидкостным поршнем аналогичны по конструкции водокольцевым компрессорам Они применяются в трех случаях, где требуется давление 3,3 - 80 кПа, а также тогда, когда не допускается соприкосновение газа со смазкой и возможно воспламенение газа при низкой температуре. Они относятся к «мокрым» вакуум - насосам и могут откачивать газ в смеси с жидкостью, из производительность от 0,710⁴ до 0,13 м³/с.

Двухроторные бессмазочные вакуум-насосы аналогичны по конструкции компрессору с двумя вращающимися поршнями. Эти вакуум - насосы требуют предварительного разрежения в аппарате перед их включением в работу. Предельное давление обеспечиваемое насосом равно 1 Па.