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1、真空单位换算1 Pa1 Torr帕Pa1133.32托Torr7.510-3微米汞柱 mHg7.5103毫巴mbar10-2大气压atm9.8692310-6工程大气压am1.01971051-31.33321.333210-31.3157910-31.359510-31 mHg0.13332101 mbar10217.51021.3157910-61.359510-67.510-119.8692310-41.019710-3饱和水蒸汽的压力与温度的关系(摘自 范仲元:水和水蒸气热力性质图表 p410)温度水蒸气压力 MPa相应真空度 MPa温度水蒸气压力 MPa相应真空度 MPa温度水蒸气压
2、力 MPa相应真空度 MPa温度水蒸气压力 MPa相应真空度 MPa温度水蒸气压力 MPa温度水蒸气压力 MPa222426283032343638400.002640.002980.003360.003780.004240.004750.005320.005940.006620.007380.098690.098350.097970.097550.097090.096580.096010.095390.094710.09395424446485052545658600.008200.009100.010090.011160.012340.013610.015000.016510.018150
3、.019920.093130.092230.091240.090170.088990.087720.086330.084820.083180.08141626466687072747678800.021840.023910.026150.028560.031160.033960.036960.040190.043650.047360.079490.077420.075180.072770.070170.067370.064370.061140.057680.053978284868890929496981000.051330.055570.060110.064950.070110.075610
4、.081460.087690.094300.101330.050000.045760.041220.036380.031220.025720.019870.013640.0070310210410610811011211411611801200.108780.116680.125040.133900.143270.153160.163620.174650.186280.198541221241261281301321341361381400.211450.225040.239330.254350.270130.278310.304070.322290.341380.36138真空计算常用公式1
5、 1、玻义尔定律、玻义尔定律体积体积 V V，压强，压强 P P，P PV V常数（一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。常数（一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。即即 P1/P2P1/P2V2/V1V2/V1）2 2、盖吕萨克定律、盖吕萨克定律当压强当压强 P P 不变时，一定质量的气体，其体积不变时，一定质量的气体，其体积 V V 与绝对温度与绝对温度 T T 成正比：（成正比：（V1/V2V1/V2T1/T2T1/T2常数）常数）当压强不变时，一定质量的气体，温度每升高当压强不变时，一定质量的气体，温度每升高(或或 P P 降低)1，则它的体
6、积比原来增加降低)1，则它的体积比原来增加(或缩小或缩小)1/273)1/273。3 3、查理定律、查理定律当气体的体积当气体的体积 V V 保持不变，一定质量的气体，压强保持不变，一定质量的气体，压强 P P 与其他绝对温度与其他绝对温度 T T 成正比，即：成正比，即：P1/P2P1/P2T1/T2T1/T2在一定的体积下，一定质量的气体，温度每升高在一定的体积下，一定质量的气体，温度每升高(或降低)1，它的压强比原来增加或降低)1，它的压强比原来增加(或减少或减少)1/273)1/273。4 4、平均自由程：、平均自由程：(510(510-3)/P(cm)-3)/P(cm)5 5、抽速：
7、、抽速：S Sdv/dt(dv/dt(升升/秒秒)或或 S SQ/PQ/P Q Q流量流量(托升托升/秒秒)P)P压强压强(托托)V V体积体积(升升)t)t时间时间(秒秒)6 6、通导：、通导：C CQ/(P2-P1)(Q/(P2-P1)(升升/秒秒)7 7、真空抽气时间：、真空抽气时间：对于从大气压到对于从大气压到 1 1 托抽气时间计算式：托抽气时间计算式：t t8V/S(8V/S(经验公式经验公式)（V V 为体积，为体积，S S 为抽气速率，通常为抽气速率，通常 t t 在在 510510 分钟内选择。）分钟内选择。）8 8、维持泵选择：、维持泵选择：S S 维维S S 前前/10/
8、109 9、扩散泵抽速估算：、扩散泵抽速估算：S S3D2(D3D2(D直径直径 cmcm）1010、罗茨泵的前级抽速：、罗茨泵的前级抽速：S S(0.10.2)S(0.10.2)S 罗罗(l/s)(l/s)1111、漏率：、漏率：Q Q 漏漏V(P2-P1)/(t2-t1)V(P2-P1)/(t2-t1)Q Q 漏系统漏率漏系统漏率(mmHg(mmHgl/s)l/s)V V系统容积系统容积(l)(l)P1 P1真空泵停止时系统中压强真空泵停止时系统中压强(mmHg)(mmHg)P2 P2真空室经过时间真空室经过时间 t t 后达到的压强后达到的压强(mmHg)(mmHg)t t压强从压强从
9、P1P1 升到升到 P2P2 经过的时间经过的时间(s)(s)1212、粗抽泵的抽速选择：、粗抽泵的抽速选择：S SQ1/PQ1/P 预预(l/s)(l/s)S=2.3Vlg(Pa/PS=2.3Vlg(Pa/P 预预)/t)/t S S机械泵有效抽速机械泵有效抽速 Q1 Q1真空系统漏气率真空系统漏气率(托升托升/秒秒)P P 预需要达到的预真空度预需要达到的预真空度(托托)V)V真空系统容积真空系统容积(升升)t t达到达到 P P 预时所需要的时间预时所需要的时间 Pa Pa大气压值大气压值(托）托）1313、前级泵抽速选择：、前级泵抽速选择：排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增
10、压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等，它们工作时需要前级泵排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等，它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值，选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走，根据管路中，各截面流量恒等的原则有：来维持其前级压力低于临界值，选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走，根据管路中，各截面流量恒等的原则有：PnSgPgS 或PnSgPgS 或 SgPgs/PnSgPgs/Pn Sg Sg前级泵的有效抽速前级泵的有效抽速(l/s)Pn(l/s)Pn主泵临界前级压强主泵临界前级压强(最大排气压强最大排气压强)(l/s)(l/s)Pg Pg真空室最高工作
11、压强真空室最高工作压强(托托)S)S主泵工作时在主泵工作时在 PgPg 时的有效抽速。时的有效抽速。(l/s)(l/s)1414、扩散泵抽速计算公式：、扩散泵抽速计算公式：S SQ/PQ/P(Kn)/(Pt)(升(Kn)/(Pt)(升/秒秒)式中：式中：S S被试泵的抽气速率被试泵的抽气速率(l/s)n(l/s)n滴管内油柱上升格数滴管内油柱上升格数(格格)t t油柱上升油柱上升 n n 格所需要的时间格所需要的时间(秒秒)P)P在泵口附近测得的压强在泵口附近测得的压强(托托)K K滴管系数滴管系数(托升托升/秒秒)K)KV0(L/n)(V0(L/n)(0/0/m)+PaVtm)+PaVt其中
12、其中 V0V0滴管和真空胶管的原始容积滴管和真空胶管的原始容积(升升)L)L滴管刻度部分的长度滴管刻度部分的长度(mm)(mm)n n滴管刻度部分的格数滴管刻度部分的格数(格格)0 0油的比重油的比重(克克/厘米厘米 3)3)m m汞的比重汞的比重(克克/厘米厘米 3)Pa3)Pa当地大气压强当地大气压强(托托)Vt滴管的刻度上的一格的对应的容积Vt滴管的刻度上的一格的对应的容积(升升/格格)1515、旋片真空泵的几何抽速计算公式：、旋片真空泵的几何抽速计算公式：S S ZnLKv(D2-ZnLKv(D2-d2)/(24104)(l/s)d2)/(24104)(l/s)式中：式中：Z Z 为旋
13、片数，为旋片数，n n 为转速为转速(转转/分分)，L L 为泵腔长度，为泵腔长度，D D 为泵腔直径，为泵腔直径，d d 为转子直径为转子直径(cm)(cm)，KvKv 为容积利用系数为容积利用系数(一一般取般取 9595)。1616、O O 型橡胶槽深型橡胶槽深 B B0.7D0.7D D D 为橡胶直径，槽宽为橡胶直径，槽宽 C C1.6B1.6B1717、方形橡胶槽深、方形橡胶槽深 B B0.8A0.8AA 为方形橡胶边长，槽宽 C1.67B选用真空泵时，需要注意下列事项：选用真空泵时，需要注意下列事项：1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如：真空镀膜要求11
14、0 mmHg 的真空度，选用的真空泵的真空度至少要 510 mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。-6-5 2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围，如：扩散泵为 10 10 mmHg，在这样宽压强范围内，泵的抽速随压强而变化，其稳定的工作压强范围为 510 510 mmHg。因而，泵的工作点应该选在这个范围之内，而不能让它在 10 mmHg 下长期工作。又如钛升华泵可以在 10 mmHg 下工作，但其工作压强应小于 110 mmHg 为好。-8-2-5-4-6-3-7 3、真空泵在其工作压强下，应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。4、正确
15、地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气，因而，有时选用一种泵不能满足抽气要求，需要几种泵组合起来，互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速，但不能抽氦，而三极型溅射离子泵，（或二极型非对称阴极溅射离子泵）对氩有一定的抽速，两者组合起来，便会使真空装置得到较好的真空度。另外，有的真空泵不能在大气压下工作，需要预真空；有的真空泵出口压强低于大气压，需要前级泵，故都需要把泵组合起来使用。5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时，应该选各种无油泵，如：水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格，可以选择有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、挡油阱等，也能达到清
16、洁真空要求。6、了解被抽气体成分，气体中含不含可凝蒸气，有无颗粒灰尘，有无腐蚀性等。选择真空泵时，需要知道气体成分，针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体，应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备，如冷凝器、除尘器等。7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染，可以选无油真空泵，或者把油蒸气排到室外。8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许，应选择无振动的泵或者采取防振动措施。9、真空泵的价格、运转及维修费用。水环式真空泵的选择一、泵类型的确定泵的类型主要由工作所需的气量、真空度或排气压力而定。泵工作时，需要注意以下两个方
17、面：尽可能要求在高效区内，也就是在临界真空度或临界排气压力的区域内运行。应避免在最大真空度或最大排气压力附近运行。在此区域内运行，不仅效率极低，而且工作很不稳定，易产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言，在此区域之内运行，往往还会发生汽蚀现象，产生这种现象的明显标志是泵内有噪音和振动。汽蚀会导致泵体、叶轮等零件的损坏，以致泵无法工作。根据以上原则，当泵所需的真空度或气体压力不高时，可优先在单级泵中选取。如果真空度或排气压力较高，单级泵往往不能满足，或者，要求泵在较高真空度情况下仍有较大气量，即要求性能曲线在较高真空度时较平坦，可选用两级泵。如果真空度要求在710mmHg 以上，可选用水环大
18、气泵或水环罗茨真空机组作为抽真空装置。如果只作真空泵用，则选用单作用泵比较好。因为单作用泵的构造简单，容易制造和维护，且在高真空情况下抗汽蚀性好。如果仅作较大气量的压缩机使用，则选用双作用的泵比较合适。因为双作用泵的气量大，体积小，重量轻，径向力能得到自动平衡，轴不容易产生疲劳断裂，泵的使用寿命较长。二、根据系统所需的气量选择真空泵初步选定了泵的类型之后，对于真空泵，还要根据系统所需的气量来选用泵的型号。关于真空泵的抽速选择及抽气时间计算可参照我公司网页.面对各种型式的水环式真空泵及压缩机，我们特将其各自特点收集如下，以利于用户选型极限真空代号主要特点度mmHgsk国内设计单级水环真空泵，结构
19、简单、维修方便。目前国内主流的低真空水环式真空泵。国内设计双级水环真空泵，相当于两台 SK 水环泵串联使用，2sk 比较单级水环泵具有真空度高及高真空下抽速较大的特点。目前国内主流水环式真空泵。采用西门子先进技术，机泵同轴，结构紧凑，效率高，真空度2BV 高，性能稳定，将逐渐替代SK、2SK 系列 0.46m/min 抽速的3工作真空度抽速范围mmHgm/min3密封形式盘根、机械密封盘根、机械密封-700-300-650 0.15120-735-300-7001.530-735-735-640-300-7000.458.33-300-700-300-600机械密封盘根、机械密封盘根盘根机械密
20、封机械密封水环真空泵。采用西门子先进技术，效率高，真空度高，性能稳定，将逐渐2BE13替代 SK、2SK 系列 6120m/min 抽速的水环真空泵。SZSZB50 年代苏联技术，效率低，能耗大，80 年代初已被淘汰，主要应用于老用户。50 年代苏联技术，效率低，能耗大，80 年代初已被淘汰，主要应用于水泵引水，目前已被 SK 系列水环泵替代。5400-640-700-300-6501.527-600-755-300-5500.330.66-6302SY 主要应用于水环压缩机，最大排气压强为 0.6MPa结构基本与 2SK 系列相同，可以用被抽介质作为工作液，极限2YK 真空度随被抽介质的饱合蒸气压而改变。表中极限真空度为工作介质为变压器油时的极限真空度。-300-7201.530