費(fèi)斯托真空發(fā)生器工作原理
FESTO真空發(fā)生器的工作原理是利用噴管高速噴射壓縮空氣,在噴管出口形成射流,產(chǎn)生卷吸流動(dòng).在卷吸作用下,使得噴管出口周圍的空氣不斷地被抽吸走,使吸附腔內(nèi)的壓力降至大氣壓以下,形成一定真空度.
由流體力學(xué)可知,對(duì)于不可壓縮空氣氣體(氣體在低速進(jìn),可近似認(rèn)為是不可壓縮空氣)的連續(xù)性方程
A1v1= A2v2
式中A1,A2----管道的截面面積,m2
v1,v2----氣流流速,m/s
由上式可知,截面增大,流速減小;截面減小,流速增大.
對(duì)于水平管路,按不可壓縮空氣的伯努里理想能量方程為
P1+1/2ρv12=P2+1/2ρv22
式中P1,P2----截面A1,A2處相應(yīng)的壓力,Pa
v1,v2----截面A1,A2處相應(yīng)的流速,m/s
ρ----空氣的密度,kg/m3
由上式可知,流速增大,壓力降低,當(dāng)v2>>v1時(shí),P1>>P2.當(dāng)v2增加到一定值,P2將小于一個(gè)大氣壓務(wù),即產(chǎn)生負(fù)壓.故可用增大流速來獲得負(fù)壓,產(chǎn)生吸力.
筆者認(rèn)為對(duì)真空發(fā)生器的抽吸機(jī)理和影響其工作性能因素的分析研究,對(duì)正負(fù)壓氣路的設(shè)計(jì)和選用有著不可忽視的實(shí)際意義.
氫氣發(fā)生器常見問題解決方法如下：
1、氫氣發(fā)生器不能啟動(dòng)
故障原因：(1)電路沒有接通；(2)氫氣開關(guān)電源損壞；(3)在壓力為0空載運(yùn)行時(shí)電解池?zé)龎摹?/p>
檢查方法：(1)檢查電路；(2)用萬用表測量電解池的電壓是否在2．3V左右。
排除方法：(1)修理電源；(2)更換損壞的氫氣開關(guān)電源；(3)更換電解池。
2、產(chǎn)氫達(dá)不到預(yù)定的壓力，即儀器壓力表沒有達(dá)到0.3~0.4Mpa
故障原因：(1)氣路系統(tǒng)漏氣；(2)過濾器或過濾器上蓋沒有擰緊；(3)氫氣電解池反漏。
檢查方法：用檢漏液檢測各氣路連接處。排除方法：(1)更換漏氣元件；(2)擰緊漏氣點(diǎn)；(3)自行更換電解池。
3、產(chǎn)氫超過預(yù)定的壓力值
故障原因：(1)自動(dòng)跟蹤裝置擋光板錯(cuò)位或脫落；(2)光電耦合損壞。
檢查方法：(1)目測；(2)用萬用表測量電路。
排除方法：(1)前面板上的壓力達(dá)到0．3MPa時(shí)關(guān)閉電源，把擋光板安裝在合理的位置上，打開電源開關(guān)輕輕敲緊擋光板即可；(2)更換損壞的光電耦合元件。
4、開機(jī)后，產(chǎn)氫量達(dá)不到或需要很長時(shí)間才能達(dá)到
故障原因：(1)電解液失效；(2)開關(guān)沒有旋緊，有漏氣現(xiàn)象。
檢查方法：(1)觀察電解液的液面是否低于下限或電解液使用半年以上；(2)試漏。
排除方法：(1)更換電解液(2)繼續(xù)旋緊開關(guān)，使儀器的壓力達(dá)標(biāo)。
5、開機(jī)使用后，產(chǎn)氫量無法穩(wěn)定，一直在小范圍內(nèi)波動(dòng)
故障原因：電解液失效。
檢查方法：觀察電解液的液面是否低于下限或電解液使用半年以上。排除方法：新配置60％的氫氧化鉀電解液進(jìn)行更換或加水。
6、開機(jī)后，其壓力無法達(dá)到0.3MPa
故障原因：電解池漏。檢查方法：目測。
排除方法：(1)電解池用臺(tái)鉗夾緊后上緊螺絲；(2)密封處用平面密封膠粘牢；(3)無法修復(fù)的機(jī)械損壞，要更換電解池。
7、儀器腐蝕嚴(yán)重?zé)o法使用
故障原因：(1)搬運(yùn)時(shí)未將電解液用吸耳球吸干凈；(2)未將內(nèi)蓋及外蓋擰好，使殘留的電解液在運(yùn)輸時(shí)外溢。檢查方法：目測。排除方法：更換儀器。
1、PSA變壓吸附制氮。
利用氮?dú)馀c其它氣體分子在分子篩中的吸附能力差異，形成濃度差異的積累，在分子篩柱末端產(chǎn)出高純度氮?dú)狻Ｍ瑫r(shí)利用兩根分子篩柱，一根吸附的同時(shí)引出一部分產(chǎn)品氣為另一根解析，實(shí)現(xiàn)分子篩在線再生，整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮?dú)?。這類發(fā)生器可根據(jù)需要，調(diào)節(jié)氮?dú)獾募兌群土髁?，最高可生產(chǎn)99、999%的氮?dú)猱a(chǎn)品，流量可從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鐘，純度大小配置靈活，可根據(jù)每個(gè)需求具體定制。
2、電化學(xué)法制氮。
在氫氣電解池的陰極(產(chǎn)氫氣一側(cè))通入高壓空氣，在催化劑作用下，氫氣和氧氣形成微觀燃料電池，完成氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)水，宏觀上表現(xiàn)即為空氣中的氧氣被除去，剩余氮?dú)?。這種方法可以產(chǎn)出最高99、995%的氮?dú)猓袔讉€(gè)明顯的缺陷：一需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液，這種強(qiáng)堿溶液與氣體直接接觸，對(duì)氣體質(zhì)量有潛在影響，并有隨氣路輸出的可能性；二單位成本高，比如標(biāo)稱產(chǎn)氮300ml/min，實(shí)際穩(wěn)定使用150ml/min，不適合做大流量氮?dú)獍l(fā)生器；三反應(yīng)過程只去除了空氣中的氧氣，其它雜質(zhì)氣體并沒有涉及，并且反應(yīng)過程對(duì)電解池制作技術(shù)要求很高，不合適的電解池制作技術(shù)會(huì)造成氮?dú)饧兌葦?shù)量級(jí)的降低。這類氮?dú)獍l(fā)生器作為一種小流量氮?dú)鈦碓?，總費(fèi)用不過幾千元，常被用于色譜載氣和小容量保護(hù)，是一種低成本的解決方案；
3、膜分離制氮。
高壓空氣通過中空纖維膜組件，氮?dú)夥肿雍脱鯕夥肿拥臄U(kuò)散速度差別積累，在膜組件輸出端形成高純度的氮?dú)?，最終形成的產(chǎn)品氣純度最高可達(dá)99%，氣體流量>5000ml/min，并且可以累加使用，不影響產(chǎn)品質(zhì)量，在不考慮其它限制條件的情況下，氣體裝置可以無限擴(kuò)充。這種制氮方法膜分離制氮在工業(yè)上有不少的應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)室主要用于對(duì)氣體純度要求不特別高的吹掃、保護(hù)、對(duì)氧氣的置換等。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點(diǎn)是流量大，實(shí)驗(yàn)室級(jí)別產(chǎn)品一般在50L/min上下，并可隨意擴(kuò)充，同時(shí)壽命長，膜組件作為核心部件，在空氣源穩(wěn)定的情況下，壽命可達(dá)10年，且維護(hù)成本極低；缺點(diǎn)是氮?dú)饧兌炔荒苓_(dá)到高純級(jí)，膜組件目前均為進(jìn)口，國內(nèi)不能提供，成本較高，儀器價(jià)格也相對(duì)高。
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