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關(guān)于真空泵的抽速和真空機(jī)組配置的幾個(gè)問題

閱讀:427      發(fā)布時(shí)間:2022-3-10
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一、泵的抽速定義為在一定的吸入壓力下,單位時(shí)間通過泵口被抽除的氣體的體積。一個(gè)完正的真空系統(tǒng),不論是為了何種應(yīng)用,都應(yīng)有一個(gè)需要抽成真空的容器或室體,一套真空機(jī)組,也可能是一臺真空泵,還有連接管道、閥門、冷阱等。而管道、閥門、冷阱等作為組成真空系統(tǒng)的部件,對氣體的流動都有一定的阻礙作用。反過來說它們對氣體的流動都有一定的通導(dǎo)能力,這種能力稱之為流導(dǎo)。這在氣體的流動中是一個(gè)很重要的概念,它的定義為單位壓差下的流量。氣體的自然流動總是從高壓流向低壓,上述任一部件,當(dāng)兩端的壓力分別為P1 P2時(shí),而流過的氣體量為Q,則該部件流導(dǎo)

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不同的真空系統(tǒng)部件的流導(dǎo)可以通過計(jì)算、模擬、測量等方法確定它除了與幾何形狀有關(guān)外,還與氣體的流動狀態(tài)有關(guān)。不同部件的流導(dǎo)是可以進(jìn)行串并聯(lián)的。


真空泵是為了抽除真空容器內(nèi)的氣體,但往往泵的抽氣口不能直接與被抽容器相連接,由于工藝上的需要或是降低有油蒸汽污染的真空機(jī)組的污染程度,必須通過冷阱、閥門管道才能與被抽氣容器連接,由于每種真空部件都有確定的流導(dǎo),所以可以說泵必須通過一定的流導(dǎo)才能與被抽容器連接,如圖所示,圖中泵與真空室之間的連接管道可以包括冷阱和閥門等。假定泵與真空室之間的流導(dǎo)為U,則泵必須通過流導(dǎo)U才能對真空室抽氣,其抽氣能力要受到限制,此時(shí)對容器的抽氣作用真正有意義的應(yīng)是真空室抽氣口處的有效抽速S0。如泵的標(biāo)稱抽速為S,那么根據(jù)氣體作穩(wěn)定流動時(shí)流量守恒的定律可以導(dǎo)出S0,SU之間滿足的關(guān)系   

根據(jù)真空基本方程,可從數(shù)學(xué)上得到兩個(gè)結(jié)果,即當(dāng)流導(dǎo)U非常大時(shí),真空室的有效抽速S0可以近似等于泵的抽速S;當(dāng)泵的抽速S非常大時(shí),或者流導(dǎo)U非常小時(shí),真空室的有效抽速S0近似等于流導(dǎo)U。上述結(jié)果從物理上可能更易理解,從真空室抽氣口抽除的氣體必須經(jīng)過流導(dǎo)U(即管道、閥門等)才能被真空泵抽除,只不過被抽除的氣體從真空室抽氣口向泵口運(yùn)動過程是從高壓向低壓的流動,而從泵口被抽除是從低壓向高壓的基于某種抽氣原理的強(qiáng)制流動。如流導(dǎo)U非常大,即通過它的氣體量不受限制,那么泵的抽氣能力就決定于自身的抽速大小,這與泵口直接與真空室相連接是一樣的。但如果泵的抽速非常大,這也就是相對于泵的抽速流導(dǎo)U非常小,此時(shí)泵的實(shí)際抽氣能力并不決定于它的抽速大小而決定于氣體通過流導(dǎo)U的能力,流導(dǎo)的數(shù)值恰為泵的有效抽速S0。

為了盡量發(fā)揮泵的抽氣能力,最大限度的加大流導(dǎo)U是*的方法,但往往難于實(shí)現(xiàn)。而一味增大泵的抽速更不切實(shí)際。所以采用晝量大的流導(dǎo)和選用晝量大的抽速的泵就非常值得權(quán)衡。從真空基本方程可以知道,有效抽速S0SU都是單調(diào)遞增的函數(shù)。真空基本方程描述的內(nèi)容并不深奧,但也沒有淺顯到可以作為每個(gè)人的常識,所以在不少的應(yīng)用領(lǐng)域,用戶往往忽略流導(dǎo)對泵抽速的限制,而造成真空技術(shù)應(yīng)用的效果大受影響。

                            



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