毛中彦压差式负压灌装机流速系数研究压差式负压灌装机流速系数研究毛中彦（武汉工业学院，武汉430023）［摘要］阐述了压差式负压灌装机工作原理，推导了流速系数计算公式，比较了流速系数的理论值与实测值，求出了修正系数，针对灌装机的设计与应用具有一定的参考价值。关键词：负压灌装机；流速系数；修正系数；中图分类号:TB486文献标识码：A文章编号：1001-3563(2005)04-0071-02ResearchontheFlowCoefficientofDifferentialPressureLowVacuumFillingMachineMAOZhong-yan(WuhanPolytechnicUniversity,Wuhan430023,China)Abstract:Theworkingprincipleofdifferentialpressurelowvacuumfillingmachinewasexpounded.Theformulaforflowcoeflicientwasderivedandcomparedwiththeactualflowcoefficient.Themodifiercoef-ficientwasthancalculatedwhichhavereferencevaluefordesigningorapplyingfillingmachine.Keywords:Lowvacuumfillingmachine；Flowcoefficient；Modifiercoefficient灌装机是将液体产品按预定量淫注到包装容器内的机器,按淮装方法可分为常压谨装机、员压灌装机、等压谨装机和压力灌装机。负压灌装机又可分为压差式负压翟装机和重力式负压谨装机,该类淮装机结构简单、翟装速度蒿、液体流失少并且能减少液料与容器内残存空气的接触而利于延长保存期，广泛应用于流动性好的不含气液体的涅装⑴。1灌装原理见图1⑴，灌装前，贮液箱内为大气压，真空气窒因被抽气而形成预定的负压，真空度指示管内液面的高度值表示真空度;当容器与深装头的密封圈接触并密封时，容器通过吸气管形成与真空气室相同的真空度,贮液箱内的液料在压差作用下充填入容器，容器内体积相当的空气沿排出；当容器内液面上升到吸气管管□时,继续流入的液料使容器内无法排出的空气的压强增大,因此多余的液料沿吸气管上升直到气压平衡，此时容器内的液面稍高于吸气管管口，淮液自动停止;容器下降,吸气管内液料被吸入真空气室后通过真空度指示管流回贮液箱，而翟装阀环管内的液体一部分随同吸液管流回贮液箱,一部分则流入容器，使容器内的液面再次升高，灌装结束。2流速系数常压法、等压法、重力式负压淮装时液体都是靠自重充填.入容器，都要求贮液箱内的液面高于翟装阀口;但压差式员压灌装时液体靠压力差充填入容器,其贮液箱液面位置与谨装阀口的相对位置不受限制。常见的压差式负压灌装机液体稳定流动管路图见图2,贮液箱液面位于涅装阀口以下，排气管口伸至瓶颈部分（1-1截面），贮液箱内液位基本保持不变（0-0截面），即液体为稳定流动，该截面的流速可视为零;贮液箱内气压（P。）和待濯容器内气压（R）也分别基本保持不变，该淮装过程属于稳定的管□自由出流。以下将对此流动系统的翟装阀出口处流体的流速等参数加以分析。图I灌装原理示意图图2液体稳定流动管路图Fig.1FillingtheorydiagramFig.2Steadyflowingpipelinediagram根据文献［2］可知:在稳定条件下，每单位时间若有质量为m的流体流过0截面，则必有质量为s的流体流过1截面,假设液体是不可压缩的（即体积不变）、在流动过程中温度不收稿日期：2005-03-12；修订日期：2005-06-05作者简介:毛中彦（1972-），女，湖北仙桃人，武汉工业学院讲师。主要从事包装工程教学与研究。包装工程PACKAGINGENGINEERINGVol.26No.42005量用下标。标明，且以0-0截面为基准面，则质量为m的液体从贮液箱。截面流到灌装阀端出口1截面时的总能量（位能、动能、压力能、能量损失）衡算式为：Pg=mgz+Pxv{+—+mwf式中：uy（J/kg）表示每单位质量流体通过划定体积的过程中所损失的能量，令性=如，对上式进行整理,可得：g+（2）PgPg2g灌装液体管道流动中总能量损失包括直管损失（指在液体流经等径直管时产生的能量损失,通常称为摩擦损失）和局部损失（指流经管道的出入口和阀门类管件引起的能量损失）。在本灌装系统中，局部损失可忽略不计。如果液体在圆形管内的流速0为（m/s）;圆管内径为d（m）;管长为/（m）；液体粘度为〃（N•s/m2）；密度为〃（kg/m'）,则雷诺数为：(3)根据范亍公式可得液体流经管道时，摩擦损失的能量&为：h_入国&「Eg根据柏拉修斯公式：A=当皆ne将式...