透平真空泵与水环泵效率浅析

最近几年，透平式真空泵在纸机成纸脱水中已经广泛取代了水环式真空泵。但对于透平真空泵和水环泵效率比较问题，有人提出，由于透平式真空泵和水环式真空泵工作原理不一样，通常效率的提法也不一样，因此不能以透平泵铭牌效率与水环泵铭牌效率做简单的差值比较，来说明透平泵比水环泵效率高多少。下面针对这一问题做简单阐述。

关于透平真空泵与水环真空泵效率表述

透平真空泵的效率有三种表述方式：等温效率（ηT）、等熵效率(ηS)、多变效率(ηpol)。对于单级透平真空泵来说，工厂试验效率一般指的是多变效率(ηpol)。

水环真空泵在气体的压缩过程中，气体的热量大部分传给了水，因此可把水环真空泵的压缩过程看作是等温压缩过程，因此效率也是采用等温效率。

透平真空泵多变效率与等温效率的转换

为了便于对比，可把透平真空泵的多变效率转换成等温效率进行比较。对于同一台透平真空泵，其内部功率是一样的。

Pin=Ppol/ηpol+Pα+PL=PT/ηT+Pα+PL        (1)

其中，气体的多变压缩功率Ppol=Qm×Wpol/(6×104)  

气体的等温压缩功率PT=Qm×WT/(6×104)   

因此，Wpol/ηpol=WT/ηT                               (2)

式中，多变过程的比压缩功Wpol=[m/(m-1)]×R×T1×[ε(m-1)/m-1]  

等温过程的比压缩功WT=R×T1×lnε    

ε—压比，透平真空泵或水环真空泵进出口全压之比

m/(m-1)=[k/(k-1)]ηpol（k为绝热指数，空气为1.4）

以压比ε=2（入口真空度约50kPa）、多变效率ηpol=83%为例，代入方程（1），可得此时对应的等温效率ηT=73.5%。