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真空常識(shí) |
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| 真空單位換算 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 飽和水蒸汽的壓力與溫度的關(guān)系 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 真空計(jì)算常用公式 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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/P2＝V2/V1） 2、蓋·呂薩克定律當(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/V2＝T1/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/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(shí)間(秒) 6、通導(dǎo)： C＝Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽氣時(shí)間：對(duì)于從大氣壓到1托抽氣時(shí)間計(jì)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/10 9、擴(kuò)散泵抽速估算：S＝3D2 (D＝直徑cm） 10、羅茨泵的前級(jí)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(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) 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(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：PnSg≥PgS 或 Sg≥Pgs/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：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(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)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(zhǎng)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(duì)應(yīng)的容積(升/格) 15、旋片真空泵的幾何抽速計(jì)算公式：S＝πZnLKv(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(zhǎng)度，D為泵腔直徑，d為轉(zhuǎn)子直徑(cm)，Kv為容積利用系數(shù)(一般取95％)。 16、O型橡膠槽深B＝0.7DD為橡膠直徑，槽寬C＝1.6B 17、方形橡膠槽深B＝0.8AA為方形橡膠邊長(zhǎng)，槽寬C＝1.67B 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10-3~10-7mmHg，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5×10-4~5×10-6mmHg。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(zhǎng)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(wú)油時(shí)，應(yīng)該選各種無(wú)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(wú)顆粒灰塵，有無(wú)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)境不允許有污染，可以選無(wú)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(wú)影響。若工藝過程不允許，應(yīng)選擇無(wú)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。 |