真空概念及真空常用計算公式

真空概念及真空常用計算公式真空概念及真空常用計算公式真空概念及真空常用計算公式1、真空的定義真空系統(tǒng)指低于該地區(qū)大氣壓的稀簿氣體狀態(tài)2、真空度處于真空狀態(tài)下的氣體稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”來表示。真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。3、真空度單位通常用托（Torr）為單位，近年國際上取用帕（Pa）作為單位。1托＝1/760大氣壓＝1毫米汞柱4、托與帕的轉(zhuǎn)換1托＝133.322帕或1帕＝7.5×10-3托5、平均自由程作無規(guī)則熱運(yùn)動的氣體粒子，相繼兩次碰撞所飛越的平均距離，用符號“λ”表示。6、流量單位時間流過任意截面的氣體量，符號用“Q”表示，單位為帕·升/秒（Pa·L/s）或托·升/秒（Torr·L/s）。7、流導(dǎo)表示真空管道通過氣體的能力。單位為升/秒（L/s），在穩(wěn)定狀態(tài)下，管道流導(dǎo)等于管道流量除以管道兩端壓強(qiáng)差。符號記作“U”。U＝Q/(P2-P1)8、壓力或壓強(qiáng)氣體分子作用于容器壁的單位面積上的力，用“P”表示。9、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓壓強(qiáng)為每平方厘米101325達(dá)因的氣壓，符號：（Atm）。10、極限真空真空容器經(jīng)充分抽氣后，穩(wěn)定在某一真空度，此真空度稱為極限真空。通常真空容器須經(jīng)12小時煉氣，再經(jīng)12小時抽真空，最后一個小時每隔10分鐘測量一次，取其10次的平均值為極限真空值。11、抽氣速率在一定的壓強(qiáng)和溫度下，單位時間內(nèi)由泵進(jìn)氣口處抽走的氣體稱為抽氣速率，簡稱抽速。即Sp＝Q/（P－P0）12、熱偶真空計利用熱電偶的電勢與加熱元件的溫度有關(guān)，元件的溫度又與氣體的熱傳導(dǎo)有關(guān)的原理來測量真空度的真空計。13、電離真空計（又收熱陰極電離計）由筒狀收集極，柵網(wǎng)和位于柵網(wǎng)中心的燈絲構(gòu)成，筒狀收集極在柵網(wǎng)外面。熱陰極發(fā)射電子電離氣體分子，離子被收集極收集，根據(jù)收集的離子流大小來測量氣體壓強(qiáng)的真空計。14、復(fù)合真空計由熱偶真空計與熱陰極電離真空計組成，測量范圍從大氣~10-5Pa。15、冷陰極電離計陽極筒的兩端有一對陰極板，在外加磁場作用，陽極筒內(nèi)形成潘寧放電產(chǎn)生離子，根據(jù)陰極板收集的離子流的大小來測定氣體壓強(qiáng)的真空計。16、電阻真空計利用加熱元件的電阻與溫度有關(guān)，元件的溫度又與氣體傳導(dǎo)有關(guān)的原理，通過電橋電路來測量真空度的真空計。17、麥克勞真空計（壓縮式真空計）將待測的氣體用汞（或油）壓縮到一極小體積，然后比較開管和閉管的液柱差，利用玻義爾定律直接算出氣體壓強(qiáng)的一種絕對真空計。18、B－A規(guī)這是一種陰極與收集極倒置的熱陰極電離規(guī)。收集極是一根細(xì)絲，放在柵網(wǎng)中心，燈絲放在柵網(wǎng)外面，因而減少軟X射線影響，延伸測量下限，可測超高真空。19、水環(huán)真空泵泵的葉輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生水環(huán)。由于轉(zhuǎn)子偏心旋轉(zhuǎn)而使水環(huán)與葉片間容積發(fā)生周期性改變而進(jìn)行抽氣的機(jī)械真空泵。20、往復(fù)真空泵利用活塞的往復(fù)運(yùn)動而進(jìn)行抽氣的機(jī)械真空泵。21、油封機(jī)械真空泵用油來保持密封的機(jī)械真空泵，可分為定片式、旋片式、滑閥式、余擺線式等。22、羅茨真空泵具有一對同步高速旋轉(zhuǎn)的鞋底形轉(zhuǎn)子的機(jī)械真空泵，此泵不可以單獨(dú)抽氣，前級需配油封、水環(huán)等可直排大氣的真空泵。23、渦輪分子真空泵有一高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，當(dāng)氣體分子與高速旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片相碰撞時就被驅(qū)向出氣口再由前級泵抽除。24、油擴(kuò)散真空泵擴(kuò)散泵噴口中噴出高速蒸汽流。在分子流條件下，氣體分子不斷地向蒸流中擴(kuò)散，并被蒸汽帶向泵出口處逐級被壓縮后再由前級泵排除25、低溫真空泵利用20K以下的低溫表面凝聚吸附氣體的真空泵。26、冷阱（水冷擋板）置于真空容器和泵之間，用于吸附氣體或捕集油蒸汽的裝置。27、氣鎮(zhèn)閥油封機(jī)械真空泵的壓縮室上開一小孔，并裝上調(diào)節(jié)閥，當(dāng)打開閥并調(diào)節(jié)入氣量，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到某一位置，空氣就通過此孔摻入壓縮室以降低壓縮比，從而使大部分蒸汽不致凝結(jié)而和摻入的氣體一起被排除泵外起此作用的閥門稱為氣鎮(zhèn)閥。28、真空冷凍干燥真空冷凍干燥，也稱升華干燥。其原理是將材料冷凍，使其含有的水份變成冰塊，然后在真空下使冰升華而達(dá)到干燥目的。29、真空蒸鍍在真空環(huán)境中，將材料加熱并鍍到基片上稱為真空蒸鍍，或叫真空鍍膜。30、真空干燥利用真空環(huán)境下沸點(diǎn)低的特點(diǎn)來干燥物品的方法。31、真空系統(tǒng)常用名稱(1)主泵：在真空系統(tǒng)中，用于獲得所需要真空度來滿足特定工藝要求的真空泵，如真空鍍膜機(jī)中的油擴(kuò)散泵就是主泵。(2)前級泵：用于維持某一真空泵前級壓強(qiáng)低于其臨界前級壓強(qiáng)的真空泵。如羅茨泵前配置的旋片或滑閥泵就是前級泵。(3)粗抽泵：從大氣壓下開始抽氣，并將系統(tǒng)壓力抽到另一真空泵開始工作的真空泵。如真空鍍膜機(jī)中的滑閥泵，就是粗油泵。(4)維持泵：在真空系統(tǒng)中，氣量很小時，不能有效地利用前級泵。為此配置一種容量較小的輔助泵來維持主泵工作，此泵叫維持泵。如擴(kuò)散泵出口處配一臺小型旋片泵，就是維持泵。真空計算公式1、玻義爾定律體積V，壓強(qiáng)P，P·V＝常數(shù)一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度不變時，氣體的壓強(qiáng)與氣體的體積成反比。即P1/P2＝V2/V12、蓋·呂薩克定律當(dāng)壓強(qiáng)P不變時，一定質(zhì)量的氣體，其體積V與絕對溫度T成正比：V1/V2＝T1/T2＝常數(shù)當(dāng)壓強(qiáng)不變時，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高(或P降低)1℃，則它的體積比原來增加(或縮小)1/273。3、查理定律當(dāng)氣體的體積V保持不變，一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)P與其絕對溫度T成正比，即：P1/P2＝T1/T2在一定的體積下，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高(或降低)1℃，它的壓強(qiáng)比原來增加(或減少)1/273。4、平均自由程：λ＝(5×10-3)/P(cm)5、抽速：S＝dv/dt(升/秒)或S＝Q/PQ＝流量(托·升/秒)P＝壓強(qiáng)(托)V＝體積(升)t＝時間(秒)6、通導(dǎo)：C＝Q/(P2-P1)(升/秒)7、真空抽氣時間：對于從大氣壓到1托抽氣時間計算式：t＝8V/S(經(jīng)驗(yàn)公式)V為體積，S為抽氣速率，通常t在5~10分鐘內(nèi)選擇。8、維持泵選擇：S維＝S前/109、擴(kuò)散泵抽速估算：S＝3D2(D＝直徑cm）10、羅茨泵的前級抽速：S＝(0.1~0.2)S羅(l/s)11、漏率：Q漏＝V(P2-P1)/(t2-t1)Q漏－系統(tǒng)漏率(mmHg·l/s)V－系統(tǒng)容積(l)P1－真空泵停止時系統(tǒng)中壓強(qiáng)(mmHg)P2－真空室經(jīng)過時間t后達(dá)到的壓強(qiáng)(mmHg)t－壓強(qiáng)從P1升到P2經(jīng)過的時間(s)12、粗抽泵的抽速選擇：S＝Q1/P預(yù)(l/s)S=2.3V·lg(Pa/P預(yù))/tS－機(jī)械泵有效抽速Q(mào)1－真空系統(tǒng)漏氣率(托·升/秒)P預(yù)－需要達(dá)到的預(yù)真空度(托)V－真空系統(tǒng)容積(升)t－達(dá)到P預(yù)時所需要的時間Pa－大氣壓值(托）13、前級泵抽速選擇：排氣口壓力低于一個大氣壓的傳輸泵如擴(kuò)散泵、油增壓泵、羅茨泵、渦輪分子泵等，它們工作時需要前級泵來維持其前級壓力低于臨界值，選用的前級泵必須能將主泵的最大氣體量排走，根據(jù)管路中，各截面流量恒等的原則有：PnSg≥PgS或Sg≥Pgs/PnSg－前級泵的有效抽速(l/s)Pn－主泵臨界前級壓強(qiáng)(最大排氣壓強(qiáng))(l/s)Pg－真空室最高工作壓強(qiáng)(托)S－主泵工作時在Pg時的有效抽速。(l/s)14、擴(kuò)散泵抽速計算公式：S＝Q/P＝(K·n)/(P·t)(升/秒)式中：S－被試泵的抽氣速率(l/s)n－滴管內(nèi)油柱上升格數(shù)(格)t－油柱上升n格所需要的時間(秒)P－在泵口附近測得的壓強(qiáng)(托)K－滴管系數(shù)(托·升/秒)K＝V0·(L/n)·(Υ0/Υm)Pa△Vt其中V0－滴管和真空膠管的原始容積(升)L－滴管刻度部分的長度(mm)n－滴管刻度部分的格數(shù)(格)Υ0－油的比重(克/厘米3)Υm－汞的比重(克/厘米3)Pa－當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)(托)△Vt－滴管的刻度上的一格的對應(yīng)的容積(升/格)15、旋片真