גנרטור ואקום של שבב יחיד CTA (B) -e עם שתי יציאות מדידה

מחולל הוואקום הוא רכיב ואקום חדש, יעיל, נקי, חסכוני וקטן המשתמש במקור אוויר בלחץ חיובי כדי לייצר לחץ שלילי, מה שמקל מאוד ונוח להשיג לחץ שלילי במקום בו יש אוויר דחוס או כאשר יש צורך בלחץ חיובי ושלילי כאחד במערכת פנאומטית. מחוללי ואקום נמצאים בשימוש נרחב במכונות, אלקטרוניקה, אריזה, הדפסה, פלסטיק ורובוטים באוטומציה תעשייתית.

השימוש המסורתי בגנרטור ואקום הוא שיתוף פעולה של פראיירים ואקום לספיגה והובלת חומרים שונים, המתאימים במיוחד לספיגת חומרים שבירים, רכים ודקים שאינם ברזליים ולא מתכתיים או חפצים כדוריים. ביישום מסוג זה, תכונה נפוצה היא שמיצוי האוויר הנדרש קטן, התואר ואקום אינו גבוה והוא עובד לסירוגין. המחבר חושב שהניתוח והמחקר על מנגנון השאיבה של מחולל ואקום והגורמים המשפיעים על ביצועי העבודה שלו הם בעלי משמעות מעשית לתכנון ובחירת מעגלי מדחס חיוביים ושליליים.

ראשית, העיקרון העובד של מחולל ואקום

העיקרון העובד של מחולל הוואקום הוא להשתמש בזרבובית כדי לרסס אוויר דחוס במהירות גבוהה, ליצור סילון בשקע הזרבובית ולייצר זרימת הכניסה. תחת אפקט ההתחלה, האוויר סביב שקע הזרבובית נשאב ללא הפסקה, כך שהלחץ בחלל הספיחה מצטמצם מתחת ללחץ האטמוספרי, ונוצרת מידה מסוימת של ואקום.

על פי מכניקת נוזלים, משוואת ההמשכיות של גז אוויר בלתי דחוס (הגז מתקדם במהירות נמוכה, שיכולה להיחשב בערך כאוויר לא דחוס)

A1V1 = A2V2

שם A1, A2-אזור החתך של הצינור, M2.

V1, V2-Airflow מהירות, m/s

מהנוסחה לעיל ניתן לראות כי חתך הרוחב גדל ומהירות הזרימה יורדת; חתך הרוח יורד ומהירות הזרימה עולה.

עבור צינורות אופקיים, משוואת האנרגיה האידיאלית של ברנולי היא

P1+1/2ρv12 = P2+1/2ρv22

שם P1, לחצים תואמים P2 בסעיפים A1 ו- A2, PA

V1, v2 מהירות תואמת

צפיפות אוויר, ק"ג/מ"ר

כפי שניתן לראות מהנוסחה לעיל, הלחץ יורד עם עליית קצב הזרימה ו- P1 >> P2 כאשר v2 >> v1. כאשר V2 יגדל לערך מסוים, P2 יהיה פחות מלחץ אטמוספרי אחד, כלומר לחץ שלילי ייווצר. לכן ניתן להשיג לחץ שלילי על ידי הגדלת קצב הזרימה לייצור יניקה.