真空计算公式.docx
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真空计算公式
真空计算公式
1、玻义尔定律
体积V压强p,p-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。
即R/P2=V/Vi
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：
Vl/V2=Tl/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）「c，则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：
Pl/P2=Tl/T2
在一定的体积下，一定质量的气体，温度每升高（或降低）「c，它的压强
比原来增加（或减少）1/273。
4、平均自由程：
入=（5X10-3）/P（cm）
5、抽速：
S=dv/dt（升/秒）或S=Q/P
Q=流量（托•升/秒）P=压强（托）V=体积（升）t=时间（秒）
6、通导:
C=Q/（P2-Pi）（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:
t=8V/S（经验公式）
V为体积，S为抽气速率，通常t在5~10分钟内选择。
&维持泵选择：
S维=S前/10
9、扩散泵抽速估算：
S=3D2（D=直径cm）
10、罗茨泵的前级抽速：
S=~S罗（l/s）
11、漏率：
0漏=V（P2-Pl）/（t2-t1）
Q漏一系统漏率（mmHgl/s）
V—系统容积（l）
R—真空泵停止时系统中压强（mmHg）
P2—真空室经过时间t后达到的压强（mmHg）
t—压强从P1升到R经过的时间（s）
12、粗抽泵的抽速选择：
S=Q/P预（l/s）S=-lg（Pa/P预）/t
S-机械泵有效抽速
Q—真空系统漏气率（托•升/秒）
P预一需要达到的预真空度（托）
V—真空系统容积（升）
t一达到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
原则有：
PSggS^或
Sggs/Pn
Sg—前级泵的有效抽速（I/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（托）
S—主泵工作时在R时的有效抽速。
“S）
14、扩散泵抽速计算公式：
S=Q/P=（K•n）/（P•t）（升/秒）
式中：
S—被试泵的抽气速率“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）
K=V0•（L/n）•（Y0/Ym）+Pa^Vt
其中V0-滴管和真空胶管的原始容积（升）
L—滴管刻度部分的长度（mm）
n—滴管刻度部分的格数（格）
Yo—油的比重（克/厘米3）
Ym—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：
S=nZnLK（D2-d2）/（24X104）（l/s）式中：
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），K/为容积利用系数（一般取95%）。
16、O型橡胶槽深B=
D为橡胶直径，槽宽C=
17、方形橡胶槽深B=
A为方形橡胶边长，槽宽C=
真空常用名词术语
1、真空的定义
真空系统指低于该地区大气压的稀簿气体状态
2、真空度
处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。
真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。
3、真空度单位
通常用托（Torr）为单位，近年国际上取用帕（Pa）作为单位。
1托=1/760大气压=1毫米汞柱
4、托与帕的转换
1托=帕或1帕=乂10-3托
5、平均自由程
作无规则热运动的气体粒子，相继两次碰撞所飞越的平均距离，用符号
入”表示。
6、流量
单位时间流过任意截面的气体量，符号用“Q'表示，单位为帕•升/秒
（Pa-L/s）或托•升/秒（Torr•L/s）。
7、流导
表示真空管道通过气体的能力。
单位为升/秒（L/s），在稳定状态下，
管道流导等于管道流量除以管道两端压强差。
符号记作“U'。
U=
Q/（P2-P1）
&压力或压强
气体分子作用于容器壁的单位面积上的力，用“F表示。
9、标准大气压
压强为每平方厘米101325达因的气压，符号：
（Atm）。
10、极限真空
真空容器经充分抽气后，稳定在某一真空度，此真空度称为极限真空。
通常真空容器须经12小时炼气，再经12小时抽真空，最后一个小时每隔10分钟测量一次，取其10次的平均值为极限真空值。
11、抽气速率
在一定的压强和温度下，单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气
速率，简称抽速。
即Sp=Q/（P-R）
12、热偶真空计
利用热电偶的电势与加热元件的温度有关，元件的温度又与气体的热传
导有关的原理来测量真空度的真空计。
13、电离真空计（又收热阴极电离计）
由筒状收集极，栅网和位于栅网中心的灯丝构成，筒状收集极在栅网外面。
热阴极发射电子电离气体分子，离子被收集极收集，根据收集的离子流大小来测量气体压强的真空计。
14、复合真空计
由热偶真空计与热阴极电离真空计组成，测量范围从大气~10-5Pa。
15、冷阴极电离计
阳极筒的两端有一对阴极板，在外加磁场作用，阳极筒内形成潘宁放电产生离子，根据阴极板收集的离子流的大小来测定气体压强的真空计。
16、电阻真空计（皮拉尼真空计）
利用加热元件的电阻与温度有关，元件的温度又与气体传导有关的原理，通过电桥电路来测量真空度的真空计。
17、麦克劳真空计（压缩式真空计）
将待测的气体用汞（或油）压缩到一极小体积，然后比较开管和闭管的液柱差，利用玻义尔定律直接算出气体压强的一种绝对真空计。
18、B—A规
这是一种阴极与收集极倒置的热阴极电离规。
收集极是一根细丝，放在栅网中心，灯丝放在栅网外面，因而减少软X射线影响，延伸测量下限，可测超高真空。
19、水环真空泵
泵的叶轮转子旋转而产生水环。
由于转子偏心旋转而使水环与叶片间容积发生周期性改变而进行抽气的机械真空泵。
20、往复真空泵
利用活塞的往复运动而进行抽气的机械真空泵。
21、油封机械真空泵
用油来保持密封的机械真空泵，可分为定片式、旋片式、滑阀式、余摆线式等。
22、罗茨真空泵
具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵，此泵不可以单独抽
气，前级需配油封、水环等可直排大气的真空泵。
23、涡轮分子真空泵
有一高速旋转的叶轮，当气体分子与高速旋转的涡轮叶片相碰撞时就被驱向出气口再由前级泵抽除。
24、油扩散真空泵
扩散泵喷口中喷出高速蒸汽流。
在分子流条件下，气体分子不断地向蒸流中扩散，并被蒸汽带向泵出口处逐级被压缩后再由前级泵排除。
25、低温真空泵
利用20K以下的低温表面凝聚吸附气体的真空泵。
26、冷阱（水冷挡板）
置于真空容器和泵之间，用于吸附气体或捕集油蒸汽的装置。
27、气镇阀
油封机械真空泵的压缩室上开一小孔，并装上调节阀，当打开阀并调节入气量，转子转到某一位置，空气就通过此孔掺入压缩室以降低压缩比，从而使大部分蒸汽不致凝结而和掺入的气体一起被排除泵外起此作用的阀门称为气镇阀。
28、真空冷冻干燥
真空冷冻干燥，也称升华干燥。
其原理是将材料冷冻，使其含有的水份变成冰块，然后在真空下使冰升华而达到干燥目的。
29、真空蒸镀
在真空环境中，将材料加热并镀到基片上称为真空蒸镀，或叫真空镀膜。
30、真空干燥
利用真空环境下沸点低的特点来干燥物品的方法。
31、真空系统常用名称
（1）主泵：
在真空系统中，用于获得所需要真空度来满足特定工艺要求的真空泵，如真空镀膜机中的油扩散泵就是主泵。
（2）前级泵：
用于维持某一真空泵前级压强低于其临界前级压强的真空泵。
如罗茨泵前配置的旋片或滑阀泵就是前级泵。
（3）粗抽泵：
从大气压下开始抽气，并将系统压力抽到另一真空泵开始工作的真空泵。
如真空镀膜机中的滑阀泵，就是粗油泵。
（4）维持泵：
在真空系统中，气量很小时，不能有效地利用前级泵。
为此配置一种容量较小的辅助泵来维持主泵工作，此泵叫维持泵。
如扩散泵出口处配一台小型旋片泵，就是维持泵。
真空常用数据及单位换算
1、真空区域划分
真空区域
压强范围
托（Torr）
帕（Pa）
二低真空
760~10
101325~133：
二中真空
10~10-3
1333~X10-1
二高真空
10-3~108
X1O-1~1O-6
超咼真空
10-8~1012
10-6~10-10
r极咼真空
v10-12
v10-10
2、长度：
公制-英制对照表
单位
米（m）
英尺（ft）
英寸（in）
1米（1m）
1
1英尺
（1ft）
1
1英寸
12
1
3、重量：
公斤-磅-央士对照表
单位
公斤
（kg）
英磅
（lb）
央士
（oz）
1公斤
1
1磅
1
16
1央士
1
4、各种真空计及规管对照表
真空计名称
电阻真
空计
热偶真空计
1.热阴极电离真
空计
2.压强自动控制
仪
冷阴极碰控
真空计
中真空计
超高真空计
规管名称
电阻规管
热偶规管
电离规管
冷阴极
规管
中真空
规管
B-A规管
规管型号
ZJ-52T
ZJ-51（DL-3）
ZJ-53
ZJ-27（DL-9）
ZJ-2（DL-2）
ZJ-10（DL-5）
M014
DL-5
DL-8
ZJ-32
ZJ-32BC
ZJ-12
5、绝对温度、摄氏、华氏温度对照表
温度形式
K（绝对温度）
C（摄氏）
°F（华氏）
K（绝对温
度）
1
C+
5/9（F+
C（摄氏）
1
5/9（°F-32）
°F（华氏）
9/5
9/5（°C+32）
1
6、抽气速率单位换算表
单位
立方米/秒
升/秒
立方米/小时
立方英尺/分
1立方米/秒（1m3/s）
1
1000
3600
1升/秒（1L/s）
10-3
「1
1立方米/小时
3
（1m/h）
X10-4
1
1立方英尺/分
（1cft/min）
X10-4
1
7、各种水的电阻率（欧姆）
水
海水
劣质自来水
优质自来
水
蒸馏水
超净水
电阻率
_2
10~102
103
104~105
106
107~108
&20C空气在不同压强下的分子平均自由程
P（托）
1
10-3
10-4
10-5
10-6
10-9
入（厘
米）
X10-3
472
4720
x106
9、常用压强单位换算表
帕
Pa
托
Torr
微米水柱
amHg
微巴abar
毫巴
mbar
大气压
atm
工程大气压am
英寸汞柱
1.L，
inHg
磅/英寸2lb/in2
1Pa
1
x10-3
10
10-2
x10-6
x105
x10-4
x10-4
1Torr
1
103
x10-3
x10-3
x10-2
x10-2
1
amHg
10-3
1
x10-3
x10-6
x10-6
x10-5
x10-5
1
abar
10-1
x10-4
x10-1
1
10-3
x10-7
x10-6
x10-5
x10-5
1mbar
102
103二
1
x10-1
x102
x10-4
x10-3
x10-2
x10-2
1atm
101325
760
760x103
x103
1
1am
x103
98066
3
98066
3
x10-3
1
1inHg
3386
x103
x104
x10-2
x10-2
1
x10-1
1
lb/in2
6895
x103
x104
x10-2
x10-2
1
10、不同压强下空气分子密度
P（托）
1
10-3
10-4
10-5
10-6
10-9二
n°（个/厘
米3）
16
4x10
4x1013
4x1012
4x1011
4x1010
4x107
11、真空油脂的主要性能
名称
成分
20C时饱和蒸气
压（托）
最高使用温度
「C）
2#
高分子碳
x10-8
30
3#
氧化合物
10-9
35
4#
皂基脂
10-7~10-8
130
7501
硅油加硅
粉
10-6以下
-40200
12、力单位的换算
达因（Dyn）
牛顿（N）
斯坦
公斤力
（kgf）
1
10-5
10-8二
x10-6
13、功率单位换算
单位
马力
千瓦
瓦
马力（PS）
1
735
千瓦（kW）
1
1000
瓦（W）
1
14、真空封膏特性
真空脂名称
真空封脂
真空封泥J
50#
80#
30#:
温度
50C
80C
30C
10-7~10-8托
10-7~108托
5X10-4托
15、各种橡胶特性表
橡胶种类
天然橡胶
丁基橡胶
丁腈橡胶
氟橡胶
特性1
耐水性，耐酸性，耐碱性良好
渗透率小
耐油良好：
23型耐强酸
特性2
出气量较大
升华严重
弹性较好
26型渗透率低出气率小
真空范围
1X10一5
托
10"托
10_8托
10-8托
温度
30~80C
30~150C
30~120C
-20~200C
16、面积单位换算
平方米（m2）
平方厘米
（cm2）
平方毫米
（mni）
平方市尺
（sc2）
平方英尺
（ft2）
平方英寸
（in2）
1
10000
1000000
9
1550
17、容积单位换算
立方米
升
立方市尺
英加仑
美加仑（液
体）
立方英尺
立方英寸
日升
1
1000
27
18、1号真空机械泵油的主要性能指标
项目
运动粘离（厘泊）
闪点
「C）
饱和蒸汽压
20C时
比重
分子量
KK-1
50C时（47~57）,100C时
（8~11）
不低于
15
不咼于4X105托
克/厘
米3
333克
19、国产扩散泵油性能指标
牌号
1#
2#
3#
274硅油
275硅油
饱和蒸气压（托）20C不大于
4X10-8
2X10-8
2X10-8
2X10-8
X10-8
运动粘度（厘泊）
45~60
55~65
68~80
38±3
165±20
凝固点（C）不咼于
-15
-15
-15
-10
-14~-18
闪点「C）不低于
230
230
230
>210
>243
比重（克/厘米2）
士
20、真空泵的种类及其工作范围
真空泵
工作范围（托）
真空泵
工作范围（托）
旋片真空泵
760~5X10-4
往复真空泵
760~102
滑阀真空泵
3
760~5X10-
吸附泵
-4
760~10
油增压泵
10-1~104
溅射离子泵
10-4~10-10
罗茨真空泵
10-1~104
钛升华泵
10-3~10-10
油扩散泵
10-3~5X10-7
分子泵
10-3~10-10
水环真空泵
760~25
低温泵
10-3~10-10
21、水在各种温度下的饱合蒸气压
温度
压力
温度
压力
Pa
Torr
Pa
Torr
-13
-10
-7
-3
0
3
7
1001
10
1228
13
1497
17
1937
20
2337
23
2808
27
3564
30
4242
33
5029
37
6274
40
7378
43
8638
47
10610
50
12330
53
14290
57
17310
60
19910
63
22840
67
27320
73
35420
77
41870
83
53400
87
62480
93
78460
97
90920
100
101325
101
104980
22、一些物质的熔点、熔解热、沸点和汽化热
物质
熔点（C）
熔解热
（Cal/g）
沸点「C）
汽化热
（Cal/g）
酒精
-114
78
204
二硫化碳
-112
84
氨
-33
327
松节油
-10
80
160
-
冰
0
80
100
539
萘
80
33
218
生铁
1100~120C
8
2450
93
一氧化
碳
-200
-190
263
醋酸
104
甲醇
94
苯胺
124
苯
一
一
丙酮
一
一
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