真空泵-机械泵

真空泵-机械泵第一页，共十六页，编辑于2023年，星期三如果平均自由程>

真空室尺寸⇒

分子流分子的运动互相之间是独立的，分子与墙壁表面的碰撞速率决定真空泵的抽气速度。

真空度如果平均自由程

<真空室尺寸

⇒

粘滞流 分子运动互相影响 分子与分子的碰撞决定抽气气流动力学，

真空度真空获得技术—真空泵获得真空的方法：使用真空泵或者吸气剂，真空泵是获得真空的最重要工具。真空泵性能指标决定真空度高低。第二页，共十六页，编辑于2023年，星期三抽气速率的计算:通常情况下,真空泵的抽气量正比于真空室气压P,

泵抽速S

定义为：S

单位：升/秒,ℓ/sQ=PS，因此分子数减少速率为： 流量为：at

T=constPV=NRT,N是分子总数atT=const第三页，共十六页，编辑于2023年，星期三通常稳态条件下，抽气管道中的流量是守恒的，即：Q=P1S1=P2S2pump25ℓ/spump1500ℓ/sP1P2P2=100P1第四页，共十六页，编辑于2023年，星期三pump500ℓ/sP1,P2连接管道，流导为：S1S2D=直径,incmL=长度,incmC=流导,inℓ/s例子1D=15cmL=20cmC=2025ℓ/sS1=401ℓ/s例子2D=10cmL=20cmC=600ℓ/sS1=273ℓ/s真空泵昂贵.连接管便宜.分子流条件下C有管道的真空泵抽速：第五页，共十六页，编辑于2023年，星期三管道流导的计算：管道并联的流导C=C1+C2管道串联的流导第六页，共十六页，编辑于2023年，星期三D=直径,incmL=长度,incmC=流导,inℓ/sPav=管道内平均气压,intorr@分子流条件,D~5cm,P<mtorr@粘滞流,P>mtorrPavC@D~5cm,L=constviscousmolecularmtorrl=5cm@1mtorr管道流导的计算：第七页，共十六页，编辑于2023年，星期三pump2100ℓ/spump1500ℓ/sChamer1gasinlet,N21x10-3torrℓ/sconnectingtube1cminnerdiameter10cmlengthgasinlet,O21x10-4torrℓ/sChamer2估计:P(N2)inchamber1P(N2)inchamber2P(O2)inchamber1第八页，共十六页，编辑于2023年，星期三抽空时间计算：抽气流量方程

例子V=1000ℓS=500ℓ/st=2s每2.3t,气压降低10倍实际上,真空度from10-6torrto10-7torr，却需要比上述估计长得多的时间为什么？

器壁表面脱气。因此腔体材料的选择十分重要，特别是高真空系统第九页，共十六页，编辑于2023年，星期三各类真空泵的抽速真空泵的分类抽气式旋片式真空泵扩散泵涡轮分子泵分子拖拽泵吸气式冷凝泵离子泵升华泵第十页，共十六页，编辑于2023年，星期三常用真空泵的原理:机械泵:

油旋片泵,罗茨泵干式叶片泵,

辊对泵,隔膜泵扩散泵涡轮分子泵离子和升华泵冷凝泵抽速工作气压压缩比气体选择性第十一页，共十六页，编辑于2023年，星期三旋片式机械泵MechanicalPump第一级:downto10-1torr第二级:downto10-3torr第十二页，共十六页，编辑于2023年，星期三inlet第十三页，共十六页，编辑于2023年，星期三密封,润滑返流⇒分子筛过滤油式干式(无油)密封不好寿命短污染Inletpressure:10-3torr~torr~atmheavyloadathighpressureOutletpressure:1atm~1.1atmlimitedbyoilvapor&airbackleak第十四页，共十六页，编辑于2023年，星期三抽速大PinPout压缩比低~10净抽速

Qnet=PinSfor-PoutSbackIfPoutishigh,Qnetcanbereducedto0此时Pout/Pin

达到，因此

K=Pout/Pin=Sfor/Sback

罗茨泵压缩比定义：to机械泵第十五页，共十六页，编辑于2023年，星期三对辊