当前位置 > 教育资讯

真空度与气压单位换算及常用真空计算公式

更新时间:2024-06-20 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

在真空条件下,气体的稀薄程度通常用其压强值来表示,显然压强值越小,气体越稀薄。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

表达真空或气压的单位有很多,比如kPa、Torr、mbar等,这些单位之间如何换算?它们的定义又是什么?不同真空泵在不同场合常用的真空计算公式又有哪些?Qbv物理好资源网(原物理ok网)

常见真空单位换算Qbv物理好资源网(原物理ok网)

1.国际标准单位:帕斯卡Qbv物理好资源网(原物理ok网)

真空是指压强(中文有时也称压强)低于大气压的气体状态。在国际单位制(SI)中,压强的单位是帕斯卡,简写为Pa(符号或Pa),相当于一牛顿每平方米。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

以法国学者(数学家、物理学家、化学家、音乐家、思想家……)帕斯卡 () 的名字命名,他利用改进的水银气压计发现大气压随海拔高度的降低而增大。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

海平面附近的标准大气压约为Pa。由于帕斯卡是非常小的单位,不易计算,所以有时人们也使用由帕斯卡派生出的其他单位,如百帕斯卡(hPa),1hPa = 100 Pa;千帕斯卡(kPa),1kPa = 1000 Pa;兆帕斯卡(MPa),1 MPa = 1000,000 Pa。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

2. 巴和毫巴Qbv物理好资源网(原物理ok网)

巴(符号Bar)是工程学中常用的单位,其定义为1Bar=Pa。常用的单位还有毫巴(符号mbar)。1mbar=0.=100Pa=1hPa。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

常用毫巴来表示大气压,气压的单位可以是“百帕(hPa)”,也可以是“毫巴(mbar)”,两者完全相等。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

3. 托里拆利实验和托里拆利Qbv物理好资源网(原物理ok网)

托里拆利实验是人类认识真空和大气压强史上一个比较重要的实验,1643年意大利科学家托里拆利首先进行了这一实验,直观地证明了真空的存在,并测得了相当于760mm水银柱产生的压强的气压值。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

image.pngQbv物理好资源网(原物理ok网)

为了纪念托里拆利的贡献,后来把1毫米汞柱的压强表示为1托(符号Torr)。与毫巴类似,也常用毫托(符号mTorr)表示,=0.001托。由于1毫托代表1微米汞柱的压强压力公式s的单位,所以英美文献有时也将1毫托称为1。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

有时人们也直接用汞柱或水柱的高度来表示压力,如1毫米汞柱表示1毫米汞柱的压力,1或1英寸水柱表示1英寸汞柱或水柱的压力,1毫米水柱表示1毫米水柱的压力。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

4. 真空装置全图Qbv物理好资源网(原物理ok网)

下表总结了上述单位与1个标准大气压的对应关系,这些单位也可以通过1个标准大气压相互转换。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

image.pngQbv物理好资源网(原物理ok网)

5.流量和泄漏率Qbv物理好资源网(原物理ok网)

image.pngQbv物理好资源网(原物理ok网)

6. 泵送速率单位换算表Qbv物理好资源网(原物理ok网)

image.pngQbv物理好资源网(原物理ok网)

常见计算公式Qbv物理好资源网(原物理ok网)

1.波义尔定律Qbv物理好资源网(原物理ok网)

体积V,压力P,P·V=常数Qbv物理好资源网(原物理ok网)

对于一定质量的气体,当温度不变时,该气体的压强和该气体的体积成反比。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

即P1/P2=V2/V1Qbv物理好资源网(原物理ok网)

2.盖-吕萨克定律Qbv物理好资源网(原物理ok网)

当压强P一定时压力公式s的单位,一定质量气体的体积V与绝对温度T成正比:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

V1/V2=T1/T2=常数Qbv物理好资源网(原物理ok网)

在压强一定的情况下,对于一定质量的气体,温度每升高1℃(或降低1℃),其体积就比原值增大(或减少)1/273。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

3. 查理定律Qbv物理好资源网(原物理ok网)

当气体的体积V保持不变时,对于一定质量的气体,压强P与其绝对温度T成正比,即:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

压力公式s的单位Qbv物理好资源网(原物理ok网)

P1/P2=T1/T2Qbv物理好资源网(原物理ok网)

对于一定体积、一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,其压强就会比原来的值增大(或减小)1/273。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

4.平均自由程:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

λ=(5×10-3)/P·cmQbv物理好资源网(原物理ok网)

5.抽气速度:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S = dv/dt(升/秒)或 S = Q/PQbv物理好资源网(原物理ok网)

Q = 流速(托·升/秒) P = 压力(托) V = 体积(升) t = 时间(秒)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

6.沟通与指导:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

C=Q/(P2-P1)(升/秒)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

7、抽真空时间:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

从大气压抽至1Torr的时间计算公式为:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

t=8V/S(经验公式)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

V为体积,S为泵送速率,通常t在5至10分钟内选取。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

8.维护泵的选择:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S 尺寸 = S 正面 / 10Qbv物理好资源网(原物理ok网)

9.扩散泵抽速的估算:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S = 3D2(D = 直径 厘米)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

10、罗茨泵前级抽速:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S=(0.1~0.2)S(升/秒)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

11.泄漏率:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Q漏极 = V(P2-P1)/(t2-t1)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Qleak——系统泄漏率(mmHg·l/s)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

V——系统容积(l)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

P1——真空泵停止时系统内压力(mmHg)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

P2——时间t后真空室内达到的压力(mmHg)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

t——压力从P1升到P2所需的时间(s)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

12、低真空泵抽速的选择:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S=Q1/Ppre(升/秒)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S=2.3V·lg(Pa/Ppre)/tQbv物理好资源网(原物理ok网)

S——机械泵的有效抽速Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Q1——真空系统泄漏率(torr·l/s)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

P需达到的预真空度(Torr)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

V——真空系统容积(升)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

压力公式s的单位Qbv物理好资源网(原物理ok网)

t-达到P预测所需的时间Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Pa——大气压(托)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

13.前级泵抽速选择:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

排气口压力低于一个大气压的传动泵,如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等,工作时需有前级泵维持前级压力在临界值以下。所选用的前级泵必须能排出主泵的最大气量。根据管路各段流量恒定的原则:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

PnSg≥PgS或Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Sg≥Pgs/PnQbv物理好资源网(原物理ok网)

Sg——前级泵的有效抽速(l/s)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Pn——主泵临界前级压力(最大排气压力)(l/s)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Pg——真空室最大工作压强(Torr)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S——主泵工作时Pg时的有效抽速。(l/s)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

14.扩散泵抽速计算公式:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S = Q / P = (K·n) / (P·t)(升/秒)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

式中:S——被测泵的抽气速率(l/s)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

n-滴管内油柱上升的格数(格)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

t——油柱上升n格所需时间(秒)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

P - 泵端口附近测量的压力(Torr)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

K-滴管系数 (torr·l/s)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

K=V0·(L/n)·(Υ0/Υm)+Pa△VtQbv物理好资源网(原物理ok网)

其中 V0 是滴管和真空软管的原始体积(升)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

L——滴管刻度部分的长度(mm)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

n - 滴管刻度中的网格数(网格)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Υ0——油的比重(g/cm3)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Υm—汞的比重(g/cm3)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

Pa——当地大气压(Torr)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

△Vt——滴管刻度一格对应的体积(升/格)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

15、旋片真空泵几何抽速计算公式为:Qbv物理好资源网(原物理ok网)

S=πZnLKv(D2-d2)/(24×104)(升/秒)Qbv物理好资源网(原物理ok网)

式中:Z为叶片数,n为转速(rpm),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%)。Qbv物理好资源网(原物理ok网)

16.O型橡胶槽深度B=0.7DQbv物理好资源网(原物理ok网)

D为橡胶直径,沟槽宽度C=1.6BQbv物理好资源网(原物理ok网)

17.方形橡胶槽深度B=0.8AQbv物理好资源网(原物理ok网)

A为方形橡胶边长,沟槽宽度C=1.67BQbv物理好资源网(原物理ok网)

发表评论

统计代码放这里