真空常用計(jì)算公式

1、真空概念及真空計(jì)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(lái)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(guó)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(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的氣體粒子，相繼兩次碰撞所飛越的平均距離，用符號(hào)“”表示。6、流量 單位時(shí)間流過(guò)任意截面的氣體量，符號(hào)用“Q”表示，單位為帕·升/秒（Pa·L/s

2、）或托·升/秒（Torr·L/s）。7、流導(dǎo) 表示真空管道通過(guò)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(hào)記作“U”。 UQ/(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(hào)：（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(shí)煉氣，再經(jīng)12小時(shí)抽真空，最后一個(gè)小時(shí)每隔10分鐘測(cè)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(shí)間內(nèi)由泵

3、進(jìn)氣口處抽走的氣體稱為抽氣速率，簡(jiǎn)稱抽速。即SpQ/（PP0）12、熱偶真空計(jì) 利用熱電偶的電勢(shì)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(lái)測(cè)量真空度的真空計(jì)。13、電離真空計(jì)（又收熱陰極電離計(jì)） 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(lái)測(cè)量氣體壓強(qiáng)的真空計(jì)。14、復(fù)合真空計(jì) 由熱偶真空計(jì)與熱陰極電離真空計(jì)組成，測(cè)量范圍從大氣10-5Pa。15、冷陰極電離計(jì) 陽(yáng)極筒的兩端有一對(duì)陰極板，在外加磁場(chǎng)作用，陽(yáng)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(lái)測(cè)定氣體壓強(qiáng)的真空計(jì)。16

4、、電阻真空計(jì) 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(guò)電橋電路來(lái)測(cè)量真空度的真空計(jì)。17、麥克勞真空計(jì)（壓縮式真空計(jì)） 將待測(cè)的氣體用汞（或油）壓縮到一極小體積，然后比較開(kāi)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(duì)真空計(jì)。18、BA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(cè)量下限，可測(cè)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(dòng)而進(jìn)行抽氣的機(jī)械真空泵。

5、21、油封機(jī)械真空泵 用油來(lái)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(duì)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(jí)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(shí)就被驅(qū)向出氣口再由前級(jí)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(jí)被壓縮后再由前級(jí)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

6、裝置。27、氣鎮(zhèn)閥 油封機(jī)械真空泵的壓縮室上開(kāi)一小孔，并裝上調(diào)節(jié)閥，當(dāng)打開(kāi)閥并調(diào)節(jié)入氣量，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到某一位置，空氣就通過(guò)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(mén)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(lái)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(lái)滿足特定工藝要求的真空泵，如真空鍍膜

7、機(jī)中的油擴(kuò)散泵就是主泵。(2)前級(jí)泵：用于維持某一真空泵前級(jí)壓強(qiáng)低于其臨界前級(jí)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(jí)泵。(3)粗抽泵：從大氣壓下開(kāi)始抽氣，并將系統(tǒng)壓力抽到另一真空泵開(kāi)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(shí)，不能有效地利用前級(jí)泵。為此配置一種容量較小的輔助泵來(lái)維持主泵工作，此泵叫維持泵。如擴(kuò)散泵出口處配一臺(tái)小型旋片泵，就是維持泵。真空計(jì)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(shí)，氣體的壓強(qiáng)與氣體的體積成反比。即P1/P2V2/V12、蓋·呂薩克定律當(dāng)壓強(qiáng)P不變時(shí)，一

8、定質(zhì)量的氣體，其體積V與絕對(duì)溫度T成正比：V1/V2T1/T2常數(shù)當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，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(lái)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(duì)溫度T成正比，即：P1/P2T1/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(lái)增加(或減少)1/273。4、平均自由程：(5×10-3)/P (cm)5、抽速：Sdv/dt (升/秒)或 SQ/PQ流量(托·升/秒) P壓強(qiáng)(托)V體積(升) t時(shí)間(秒)6、通導(dǎo)：CQ/(P2-P1) (升/秒)7、真空抽氣時(shí)間：對(duì)于

9、從大氣壓到1托抽氣時(shí)間計(jì)算式：t8V/S (經(jīng)驗(yàn)公式)V為體積，S為抽氣速率，通常t在510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：S3D2 (D直徑cm）10、羅茨泵的前級(jí)抽速：S(0.10.2)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(shí)系統(tǒng)中壓強(qiáng)(mmHg)P2真空室經(jīng)過(guò)時(shí)間t后達(dá)到的壓強(qiáng)(mmHg)t壓強(qiáng)從P1升到P2經(jīng)過(guò)的時(shí)間(s)12、粗抽泵的抽速選擇：SQ1/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

10、83;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(shí)所需要的時(shí)間Pa大氣壓值(托）13、前級(jí)泵抽速選擇：排氣口壓力低于一個(gè)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(shí)需要前級(jí)泵來(lái)維持其前級(jí)壓力低于臨界值，選用的前級(jí)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：PnSgPgS 或SgPgs/PnSg前級(jí)泵的有效抽速(l/s)Pn主泵臨界前級(jí)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(shí)在Pg時(shí)的有效抽速。(l/s)14、擴(kuò)散泵抽速計(jì)算公式：SQ/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(shí)間(秒)P在泵口附近測(cè)得的壓強(qiáng)(托)K滴管系數(shù)(托·升/秒)KV0·(L/n)·(0/m)+PaVt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(zhǎng)度(mm)n滴管刻度部分的格數(shù)(格)0油的比重(克/厘米3)m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(duì)應(yīng)的容積(升/格)15、旋片真空泵的幾何抽速計(jì)