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1、 1 第一局部：选用真空泵时需要考前须知 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 110-5mmHg 的真空度，选用的真空泵的真空度至少要510-6mmHg。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。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 10-310-7mmHg，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 510-4510-6mmHg。因而，泵的工作点应该选在这个范围之内，而不能让它在 10-8mmHg 下长期工作。又如钛升华泵可以在 10-2mmHg 下工作，但其工作压强应小于 1
2、10-5mmHg 为好。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。假设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、
3、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，也能到达清洁真空要求。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。假设工艺过程不允许，应选择无振动的泵或者采取防振动措施。2 9、真空泵的价格、运转及维修费用。第二局部
4、：水环式真空泵的选择 一、泵类型确实定 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面：1.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。2.应防止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。根据以上原那么，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
5、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，那么选用单作用泵比拟好。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，那么选用双作用的泵比拟适宜。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。3 真空泵选择相关计算公式 1、玻义尔定律 体积 V，压
6、强 P，PV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 P1/P2V2/V1 2、盖吕萨克定律 当压强 P 不变时，一定质量的气体，其体积V 与绝对温度 T 成正比：V1/V2T1/T2常数 当压强不变时，一定质量的气体，温度每升高(或 P 降低)1，那么它的体积比原来增加(或缩小)1/273。3、查理定律 当气体的体积 V 保持不变，一定质量的气体，压强 P 与其绝对温度 T 成正比，即：P1/P2T1/T2 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(或减少)1/273。4、平均自由程：(510-3)/P(cm)5、抽速：Sdv/d
7、t(升/秒)或 SQ/P Q流量(托升/秒)P压强(托)V体积(升)t时间(秒)6、通导：CQ/(P2-P1)(升/秒)7、真空抽气时间：对于从大气压到 1 托抽气时间计算式：t8V/S(经验公式)V 为体积，S 为抽气速率，通常 t 在 510 分钟内选择。4 8、维持泵选择：S维S前/10 9、扩散泵抽速估算：S3D2(D直径 cm 10、罗茨泵的前级抽速：S(0.10.2)S罗(l/s)11、漏率：Q漏V(P2-P1)/(t2-t1)Q漏系统漏率(mmHgl/s)V系统容积(l)P1真空泵停止时系统中压强(mmHg)P2真空室经过时间 t 后到达的压强(mmHg)t压强从 P1升到 P2
8、经过的时间(s)12、粗抽泵的抽速选择：SQ1/P预(l/s)S=2.3Vlg(Pa/P预)/t S机械泵有效抽速 Q1真空系统漏气率(托升/秒)P预需要到达的预真空度(托)V真空系统容积(升)t到达 P预时所需要的时间 Pa大气压值(托 13、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那么有：PnSgPgS 或 SgPgs/Pn Sg前级泵的有效抽速(l/s)Pn主泵临界前级压强(最大排气压强)(l/s)Pg真空室最高工作压强
9、(托)S主泵工作时在 Pg时的有效抽速。(l/s)5 14、扩散泵抽速计算公式：SQ/P(Kn)/(Pt)(升/秒)式中：S被试泵的抽气速率(l/s)n滴管内油柱上升格数(格)t油柱上升 n 格所需要的时间(秒)P在泵口附近测得的压强(托)K滴管系数(托升/秒)KV0(L/n)(0/m)+PaVt 其中 V0滴管和真空胶管的原始容积(升)L滴管刻度局部的长度(mm)n滴管刻度局部的格数(格)0油的比重(克/厘米3)m汞的比重(克/厘米3)Pa当地大气压强(托)Vt滴管的刻度上的一格的对应的容积(升/格)15、旋片真空泵的几何抽速计算公式：SZnLKv(D2-d2)/(24104)(l/s)式中
10、：Z 为旋片数，n 为转速(转/分)，L 为泵腔长度，D 为泵腔直径，d 为转子直径(cm)，Kv为容积利用系数(一般取 95)。16、O 型橡胶槽深 B0.7D D 为橡胶直径，槽宽 C1.6B 17、方形橡胶槽深 B0.8A A 为方形橡胶边长，槽宽C1.67B 6 其它几个公式：真空容器的排气时间 对于低真空和中真空的排气时间，当泄漏量较小时，真空设备从压强 P1 降低到 P2 所需的排气时间为：t2.3V/Slg(P1/P2)式中 t：排气时间，s V:真空设备容积，L S:泵的有效抽气速率，L/S P1,P2:开始时容器的压强和抽至所需的压强，mmHg。真空系统抽气速率 Se 的计算
11、方法：连续操作系统 1、计算真空系统的总泄漏量 Qs。根据真空系统的容积进行的泄漏量估算：表 1 容积/m3 0.1 1 3 5 10 25 50 100 200 空气平均泄漏量/kg/h 1-2 2-4 3-6 4-8 5-10 8-20 10-30 根据接头密封长度进行的泄漏量估算：表 2 接头密封质量 非常好 好 正常 泄漏量 kg/h*m 0.03 0.1 0.2 2、计算总抽气量 Q Q=Q1+Q2+Q3 Q:总抽气量，kg/h Q1:真空系统工作过程中产生的气体量，kg/h Q2:真空系统的放气量，kg/h Q3:真空系统总泄漏量，kg/h 3、计算 Se：SeQR(273+Ts)
12、/PsM R:通用气体常数 R8.31kJ/kmol*K Ts：抽出气体的温度，C Ps：真空系统的工作压力，kPa，G M：抽出气体的平均分子量 Se：真空系统的抽气速率，m3/h 间歇操作系统 Se138V/t*lg(P1/P2)m3/h 真空泵的选用 1 根据真空系统的真空度和泵进口管道的压力降，确定泵吸入口处的真空度绝压 2 确定真空系统的抽气速率 Se 7 3 将 Se 换算成泵厂规定条件下的抽气速率 Se 一般可按照下式计算：Se Se273+Ts/273+Ts Ts：泵标准进气温度 4 根据抽气速率和真空度要求，按照下式选择确定真空泵的类型 要求真空泵的抽气速率 S 满足：S 20%-30%Se