真空泵的選型及常用計(jì)算公式

1、真空泵選型真空泵的作用就是從真空室中抽除氣體分子，降低真空室內(nèi)的氣體壓力，使之達(dá)到要求的真空度。概括地講從大氣到極高真空有一個(gè)很大的范圍，至今為止還沒有一 種真空系統(tǒng)能覆蓋這個(gè)范圍。因此，為達(dá)到不同產(chǎn)品的工藝指標(biāo)、工作效率和設(shè)備工作壽命要求、不同的真空區(qū)段需要選擇不同的真空系統(tǒng)配置。為達(dá)到最佳配置， 選擇真空系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮下述各點(diǎn)：確定工作真空范圍: -首先必須檢查確定每一種工藝要求的真空度。因?yàn)槊恳环N工藝都有其適應(yīng)的真空度范圍，必須認(rèn)真研究確定之。確定極限真空度-在確定了工藝要求的真空度的基礎(chǔ)上檢查真空泵系統(tǒng)的極限真空度，因?yàn)橄到y(tǒng)的極限真空度決定了系統(tǒng)的最佳工作真空度。一般來講，系統(tǒng)的極限真

2、空度比系統(tǒng)的工作真空度低20%，比前級(jí)泵的極限真空度低50%。被抽氣體種類與抽氣量     檢查確定工藝要求的抽氣種類與抽氣量。因?yàn)槿绻怀闅怏w種類與泵內(nèi)液體發(fā)生反應(yīng)，泵系統(tǒng)將被污染。同時(shí)必須考慮確定合適的排氣時(shí)間與抽氣過程中產(chǎn)生的氣體量。真空容積     檢查確定達(dá)到要求的真空度所需要的時(shí)間、真空管道的流阻與泄漏?？紤]達(dá)到要求真空度后在一定工藝要求條件下維持真空需要的抽氣速率。主真空泵的選擇計(jì)算S=2.303V/tLog(P1/P2)其中：S為真空泵抽氣速率(L/s)V為真空室容積（L）t為達(dá)到要求真空度所需時(shí)間

3、(s)P1為初始真空度(Torr)P2為要求真空度(Torr)例如：V=500Lt=30sP1=760TorrP2=50Torr則: S=2.303V/t Log(P1/P2)       =2.303x500/30xLog(760/50)       =35.4L/s      當(dāng)然上式只是理論計(jì)算結(jié)果，還有若干變量因素未考慮進(jìn)去，如管道流阻、泄漏、過濾器的流阻、被抽氣體溫度等。實(shí)際上還應(yīng)當(dāng)將安全系數(shù)考慮在內(nèi)。目前工業(yè)中應(yīng)用最多的是水環(huán)式真空泵和旋片式真空泵等一般的要求是：

4、1、真空度、真空容積、主要介質(zhì)、溫度、主要容積類設(shè)備。2、真空流入介質(zhì)及流量、壓力、溫度、規(guī)律。3、抽氣量、抽出氣體介質(zhì)、溫度。4、真空設(shè)備的占地面積、自動(dòng)化程度、真空管道規(guī)格選用真空泵時(shí)需要注意事項(xiàng)： 1、真空泵的工作壓強(qiáng)應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強(qiáng)要求。如：真空鍍膜要求1×10-5mmHg的真空度，選用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個(gè)到一個(gè)數(shù)量級(jí)。 2、正確地選擇真空泵的工作點(diǎn)。每種泵都有一定的工作壓強(qiáng)范圍，如：擴(kuò)散泵為10-310-7mmHg，在這樣寬壓強(qiáng)范圍內(nèi)，泵的抽速隨壓強(qiáng)而變化，其穩(wěn)定的工作壓強(qiáng)范圍為

5、5×10-45×10-6mmHg。因而，泵的工作點(diǎn)應(yīng)該選在這個(gè)范圍之內(nèi)，而不能讓它在10-8mmHg下長期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作壓強(qiáng)應(yīng)小于1×10-5mmHg為好。3、真空泵在其工作壓強(qiáng)下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。 4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣，因而，有時(shí)選用一種泵不能滿足抽氣要求，需要幾種泵組合起來，互相補(bǔ)充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對(duì)氫有很高的抽速，但不能抽氦，而三極型濺射離子泵，（或二極型非對(duì)稱陰極濺射離子泵）對(duì)氬有一定的抽速，兩者組合起來，便會(huì)使真空裝置得到較好的真空度。另外，有的真空

6、泵不能在大氣壓下工作，需要預(yù)真空；有的真空泵出口壓強(qiáng)低于大氣壓，需要前級(jí)泵，故都需要把泵組合起來使用。5、真空設(shè)備對(duì)油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時(shí)，應(yīng)該選各種無油泵，如：水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、擋油阱等，也能達(dá)到清潔真空要求。 6、了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無顆?；覊m，有無腐蝕性等。選擇真空泵時(shí)，需要知道氣體成分，針對(duì)被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應(yīng)該考慮在泵的進(jìn)氣口管路上安裝輔助設(shè)備，如冷凝器、除塵器等。7、真空泵排出來的油蒸氣對(duì)環(huán)境的影響如何。如果環(huán)

7、境不允許有污染，可以選無油真空泵，或者把油蒸氣排到室外。 8、真空泵工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許，應(yīng)選擇無振動(dòng)的泵或者采取防振動(dòng)措施。 9、真空泵的價(jià)格、運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)用。這個(gè)化工手冊(cè)有公式的，可以去查下！S=QRT/(P*M)S是抽氣率  Q是系統(tǒng)漏氣量，放氣量。T是溫度，P系統(tǒng)壓力 M是系統(tǒng)氣體分子量！真空計(jì)算常用公式 1、玻義爾定律        體積V，壓強(qiáng)P，PV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/V1）2、蓋呂薩克定律 

8、;    當(dāng)壓強(qiáng)P不變時(shí)，一定質(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與其他絕對(duì)溫度T成正比，即：P1/P2T1/T2          

9、    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*程：     (5×10-3)/P (cm)5、抽速：      Sdv/dt (升/秒)或 SQ/P       Q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)于從大氣壓到

10、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)      

11、0;     Q漏系統(tǒng)漏率(mmHgl/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)過的時(shí)間(s)1

12、2、粗抽泵的抽速選擇：       SQ1/P預(yù) (l/s)      S=2.3Vlg(Pa/P預(yù))/t           S機(jī)械泵有效抽速            Q1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)   &#

13、160; 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

14、或 SgPgs/Pn    Sg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(Kn)/(Pt)(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)

15、    KV0(L/n)(0/m)+PaVt               其中V0滴管和真空膠管的原始容積(升)    L滴管刻度部分的長度(mm)           n滴管刻度部分的格數(shù)(格)            0油的比重(克/厘米3)      &#

16、160;  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)算公式：     SZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s)       式中：Z為旋片數(shù)，n為轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)，L為泵腔長度，D為泵腔直徑，d為轉(zhuǎn)子直徑(cm)，Kv為容積利

17、用系數(shù)(一般取95)。16、O型橡膠槽深B0.7D           D為橡膠直徑，槽寬C1.6B17、方形橡膠槽深B0.8A          A為方形橡膠邊長，槽寬C1.67B                                &#

18、160;     選用真空泵時(shí)，需要注意下列事項(xiàng)：    1、真空泵的工作壓強(qiáng)應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強(qiáng)要求。如：真空鍍膜要求1×10-5mmHg的真空度，選用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個(gè)到一個(gè)數(shù)量級(jí)。     2、正確地選擇真空泵的工作點(diǎn)。每種泵都有一定的工作壓強(qiáng)范圍，如：擴(kuò)散泵為10-310-7mmHg，在這樣寬壓強(qiáng)范圍內(nèi)，泵的抽速隨壓強(qiáng)而變化，其穩(wěn)定的工作壓強(qiáng)范圍為5×10-45×10-6mmHg。因而

19、，泵的工作點(diǎn)應(yīng)該選在這個(gè)范圍之內(nèi)，而不能讓它在10-8mmHg下長期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作壓強(qiáng)應(yīng)小于1×10-5mmHg為好。     3、真空泵在其工作壓強(qiáng)下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。     4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣，因而，有時(shí)選用一種泵不能滿足抽氣要求，需要幾種泵組合起來，互相補(bǔ)充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對(duì)氫有很高的抽速，但不能抽氦，而三極型濺射離子泵，（或二極型非對(duì)稱陰極濺射離子泵）對(duì)氬有一定的抽速，兩者組合起來，便會(huì)使真空裝置得到較好的真空度。另外，有的真空

20、泵不能在大氣壓下工作，需要預(yù)真空；有的真空泵出口壓強(qiáng)低于大氣壓，需要前級(jí)泵，故都需要把泵組合起來使用。     5、真空設(shè)備對(duì)油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時(shí)，應(yīng)該選各種無油泵，如：水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、擋油阱等，也能達(dá)到清潔真空要求。     6、了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無顆?；覊m，有無腐蝕性等。選擇真空泵時(shí)，需要知道氣體成分，針對(duì)被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應(yīng)該考慮在泵的進(jìn)氣口管路上安裝輔助設(shè)備，如冷凝器、

21、除塵器等。     7、真空泵排出來的油蒸氣對(duì)環(huán)境的影響如何。如果環(huán)境不允許有污染，可以選無油真空泵，或者把油蒸氣排到室外。     8、真空泵工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許，應(yīng)選擇無振動(dòng)的泵或者采取防振動(dòng)措施。     9、真空泵的價(jià)格、運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)用。 水環(huán)式真空泵的選擇 一、泵類型的確定泵的類型主要由工作所需的氣量、真空度或排氣壓力而定。 泵工作時(shí)，需要注意以下兩個(gè)方面： 盡可能要求在高效區(qū)內(nèi)，也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。 應(yīng)避免在最大真空度或最大排氣壓力附近運(yùn)行。在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，不

22、僅效率極低，而且工作很不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。對(duì)于真空度較高的真空泵而言，在此區(qū)域之內(nèi)運(yùn)行，往往還會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標(biāo)志是泵內(nèi)有噪音和振動(dòng)。汽蝕會(huì)導(dǎo)致泵體、葉輪等零件的損壞，以致泵無法工作。 根據(jù)以上原則，當(dāng)泵所需的真空度或氣體壓力不高時(shí)，可優(yōu)先在單級(jí)泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高，單級(jí)泵往往不能滿足，或者，要求泵在較高真空度情況下仍有較大氣量，即要求性能曲線在較高真空度時(shí)較平坦，可選用兩級(jí)泵。如果真空度要求在710mmHg以上，可選用水環(huán)大氣泵或水環(huán)羅茨真空機(jī)組作為抽真空裝置。 如果只作真空泵用，則選用單作用泵比較好。因?yàn)閱巫饔帽玫臉?gòu)造簡單，容易制造和維護(hù)，且在高真空情

23、況下抗汽蝕性好。如果僅作較大氣量的壓縮機(jī)使用，則選用雙作用的泵比較合適。因?yàn)殡p作用泵的氣量大，體積小，重量輕，徑向力能得到自動(dòng)平衡，軸不容易產(chǎn)生疲勞斷裂，泵的使用壽命較長。 二、根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量選擇真空泵 初步選定了泵的類型之后，對(duì)于真空泵，還要根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量來選用泵的型號(hào)。關(guān)于真空泵的抽速選擇及抽氣時(shí)間計(jì)算可參照我公司網(wǎng)頁.面對(duì)各種型式的水環(huán)式真空泵及壓縮機(jī)，我們特將其各自特點(diǎn)收集如下，以利于用戶選型 代號(hào)        主要特點(diǎn)        極限真空度mmHg&#

24、160;       工作真空度mmHg        抽速范圍m3/min        密封形式sk         國內(nèi)設(shè)計(jì)單級(jí)水環(huán)真空泵，結(jié)構(gòu)簡單、維修方便。目前國內(nèi)主流的低真空水環(huán)式真空泵。        -700        -300-

25、650        0.15120         盤根、機(jī)械密封2sk        國內(nèi)設(shè)計(jì)雙級(jí)水環(huán)真空泵，相當(dāng)于兩臺(tái)SK水環(huán)泵串聯(lián)使用，比較單級(jí)水環(huán)泵具有真空度高及高真空下抽速較大的特點(diǎn)。目前國內(nèi)主流水環(huán)式真空泵。        -735        -300-700  

26、0;     1.530        盤根、機(jī)械密封2BV        采用西門子先進(jìn)技術(shù)，機(jī)泵同軸，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，真空度高，性能穩(wěn)定，將逐漸替代SK、2SK系列0.46m3/min抽速的水環(huán)真空泵。        -735        -300-700      &#

27、160; 0.458.33        機(jī)械密封2BE1        采用西門子先進(jìn)技術(shù)，效率高，真空度高，性能穩(wěn)定，將逐漸替代SK、2SK系列6120m3/min抽速的水環(huán)真空泵。        -735-640        -300-700-300-600        5400        盤根、機(jī)械密封SZ        50年代蘇聯(lián)技術(shù)，效率低，能耗大，80年代初已被淘汰，主要應(yīng)用于老用戶。