简而言之，循环水真空泵产生的不是“最大压力”，而是最小压力，即真空度。高性能机型可达到约 2 kPa（千帕）的极限真空度，这通常表示为相对于大气压的表压 -0.098 MPa。
水基泵可达到的极限真空度基本上受水本身蒸汽压的限制。虽然规格可能列出 2 kPa 的理想真空度，但实际性能几乎完全取决于循环水的温度。
循环水真空泵的工作原理
文丘里原理
循环水真空泵基于一个简单而坚固的原理。它使用内部泵将水流从储水池通过一个特殊的喷嘴（称为文丘里管或喷射器）输送。
当水流被迫通过文丘里管最窄的部分时，根据伯努利原理，其速度急剧增加，导致压力急剧下降。这个低压区产生吸力，将来自连接装置的气体吸入水流中。
气体清除
夹带的气体随后随水一起进入储水池。当水返回到水箱中速度较慢、范围较大的环境中时，气体分离并排至大气，而水则被循环以重复该循环。
解读真空压力规格
描述真空的数值可能会令人困惑。这些泵的性能通常用两种不同的测量方法来描述：绝对压力和表压力。
绝对压力（真实真空）
绝对压力是相对于完美真空（0 Pa）测量的。这是定义真空度最准确的方法。对于此测量，数值越低越好，表示气体越少，真空度越深。
一台典型的高质量循环水泵的极限真空度额定值为 2 kPa 至 4 kPa（20 至 40 毫巴）。
表压力（低于大气的压力）
表压力测量的是相对于周围大气压力（海平面附近约 101 kPa）的压力。由于真空是低于大气压力的，所以表示为负值。
您经常会看到像 -0.098 MPa 这样的规格。这仅表示泵可以将压力降低到比当前大气压力低 0.098 MPa 的水平。这相当于约 2-3 kPa 的绝对压力。
决定实际性能的关键因素
标称的真空度是一个理想值。在实践中，您获得的性能受几个关键因素控制。
水温的关键作用
这是最重要的变量。泵的极限真空度在物理上受用作工作流体的水蒸汽压限制。
水本身在低压下会开始沸腾并变成蒸汽。泵无法产生比其自身储水池中水的蒸汽压更深的真空。
- 冷水（例如 10°C / 50°F）： 蒸汽压较低（约 1.2 kPa）。泵可以接近其理论最大真空度。
- 温水（例如 30°C / 86°F）： 蒸汽压高得多（约 4.2 kPa）。无论其规格如何，泵将无法达到比这更深的真空。
系统中的漏气
即使是玻璃器皿、管道或密封件中的微小泄漏也会让大气中的空气进入系统。泵必须持续工作以清除这些进入的空气，这将阻止其达到极限真空度。
泵送速度（流量）
泵的速度（例如 80 L/min）指的是它在单位时间内可以移动的气体体积。更高的速度使泵能更快地抽空一个大容器，并能更有效地克服微小泄漏。然而，泵送速度不影响泵在完全密封系统中可达到的极限真空度。
理解权衡
优点：成本和耐用性
这些泵在机械上很简单，因此相对便宜、安静，并且能抵抗会损坏更复杂泵的腐蚀性蒸汽。
缺点：中等的真空度
循环水泵提供的是粗真空。它不适用于需要高真空度（低于约 1 kPa）的应用，例如质谱分析或电子显微镜。
缺点：水管理
性能完全取决于水温，水温在运行期间可能会升高。此外，水会吸收实验中产生的蒸汽，可能需要定期更换以维持性能并防止污染。
为您的应用做出正确的选择
请使用这些指南来确定这项技术是否适合您的需求。
- 如果您的主要重点是过滤或旋转蒸发常见溶剂等常规实验室工作： 循环水真空泵是一种极具成本效益且可靠的选择。
- 如果您的主要重点是实现敏感过程所需的高真空度（<1 kPa）： 您必须使用不同的技术，例如多级隔膜泵或油封旋片泵。
- 如果您主要关注最大化水泵的性能： 使用尽可能冷的水，确保系统完全密封，并考虑添加大气喷射器以达到低于 1 kPa 的压力。
最终，选择正确的真空泵意味着将它的能力与您工艺所需的精确压力要求相匹配。
摘要表：
| 方面 | 详情 |
|---|---|
| 极限真空度 | 2-4 kPa（绝对压力）或 -0.098 MPa（表压力） |
| 关键限制因素 | 水蒸汽压，取决于温度 |
| 理想水温 | 冷水（例如 10°C）以获得较低的蒸汽压（约 1.2 kPa） |
| 常见应用 | 过滤、旋转蒸发、粗真空任务 |
| 局限性 | 不适用于高真空（<1 kPa）；需要密封系统 |
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