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真空泵选型时常用的相关计算公式

日期:2020-09-19 03:21
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摘要: 东莞曼特莱真空科技有限公司告诉你真空泵选型时常用的相关计算公式: 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P1/P2=V2/V1 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与优良温度T成正比: V1/V2=T1/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)1℃,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...

东莞曼特莱真空科技有限公司告诉你真空泵选型时常用的相关计算公式:

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P1/P2=V2/V1

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与优良温度T成正比:

V1/V2=T1/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)1℃,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与其优良温度T成正比,即:

P1/P2=T1/T2

在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)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=压强(托)  V=体积(升) t=时间(秒)

6、通导: C=Q/(P2-P1) (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。

8、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=(0.1~0.2)S罗 (l/s)

11、漏率

Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1)

Q漏-系统漏率(mmHg·l/s)

V-系统容积(l)

P1-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P2经过的时间(s)

12、粗抽泵的抽速选择

S=Q1/P预 (l/s)

S=2.3V·lg(Pa/P预)/t

S-机械泵有效抽速

Q1-真空系统漏气率(托·升/秒)

P预-需要达到的预真空度(托)

V-真空系统容积(升)

t-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*大气体量排走,根据管路中,各截面流量恒等的原则有:

PnSg≥PgS 或

Sg≥Pgs/Pn

Sg-前级泵的有效抽速(l/s)

Pn-主泵临界前级压强(*大排气压强)(l/s)

Pg-真空室*高工作压强(托)

S-主泵工作时在Pg时的有效抽速。(l/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(l/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)·(Υ0/Υm)+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)

Υ0-油的比重(克/厘米3)

Υm-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=πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (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),Kv为容积利用系数(一般取95%)。

16、O型橡胶槽深B=0.7D

D为橡胶直径,槽宽C=1.6B

17、方形橡胶槽深B=0.8A

A为方形橡胶边长,槽宽C=1.67B

其它几个公式:

18、真空容器的排气时间

对于低真空和中真空的排气时间,当泄漏量较小时,真空设备从压强P1降低到P2所需的排气时间为:

t=2.3(V/S)lg(P1/P2)

式中 t: 排气时间,s

V: 真空设备容积,L

S: 泵的有效抽气速率,L/S

P1, P2: 开始时容器的压强和抽至所需的压强,mmHg。

19、真空系统抽气速率Se的计算方法

◆ 连续操作系统

1、 计算真空系统的总泄漏量Qs。

根据真空系统的容积进行的泄漏量估算:

容积/ m3

0.1

1

3

5

10

25

50

100

200

空气平均泄漏量/

kg/h

0.1-0.5

0.5-1.0

1-2

2-4

3-6

4-8

5-10

8-20

10-30

根据接头密封长度进行的泄漏量估算:

接头密封质量

非常好

正常

泄漏量kg /h*m

0.03

0.1

0.2

2、 计算总抽气量Q

Q=Q1+Q2+Q3

Q: 总抽气量,kg/h

Q1: 真空系统工作过程中产生的气体量,kg/h

Q2: 真空系统的放气量,kg/h

Q3: 真空系统总泄漏量,kg/h

3、计算Se:

Se=QR(273+Ts)/PsM

R: 通用气体常数 R=8.31kJ /(kmol*K)

Ts:抽出气体的温度,ºC

Ps:真空系统的工作压力,kPa,G

M:抽出气体的平均分子量

Se:真空系统的抽气速率,m3 / h

◆ 间歇操作系统

Se=138V/t *lg(P1/P2) m3 / h

20、真空泵的选用

1 根据真空系统的真空度和泵进口管道的压力降,确定泵吸入口处的真空度(绝压)

2 确定真空系统的抽气速率Se

3 将Se换算成泵厂规定条件下的抽气速率Se’

一般可按照下式计算:

Se’= Se(273+[Ts])/(273+Ts)

[Ts]:泵标准进气温度

4 根据抽气速率和真空度要求,按照下式选择确定真空泵的类型

要求真空泵的抽气速率S满足:

S >(20%-30%)Se’


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