真空計(jì)算公式是真空領(lǐng)域中非常重要的工具,通過這些公式,我們可以方便地進(jìn)行真空度的測(cè)量、真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化等。
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/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):
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))/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) 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