真空常用公式

抽气时间与压强的计算

泵的有效抽速

$\frac{1}{S_e} - \frac{1}{S_p} = \frac{1}{C}$

$\Rightarrow S_e = \frac{1}{\frac{1}{S_p} + \frac{1}{C}} = \frac{S_p \cdot C}{S_p + C} = \frac{C}{1 + \frac{C}{S_p}} = \frac{S_p}{1+\frac{S_p}{C}}$

• $S_e$ - 泵的有效抽速
• $S_p$ - 泵的抽速
• $C$ - 管道的流导

上式称为真空技术的基本方程。它表明

1. $S_e < S_p$，$S_e < C$，即泵对容器的有效抽速永远小于泵的抽速或管道的流导；
2. 若$\frac{C}{S_p} \ll 1$，则$S_e \approx C$，这就是说管道的流导过分小的话，那么用多大的泵也是无效的；
3. 若$\frac{S_p}{C} \ll 1$，则$S_e \approx S_p$，这就是说为了充分发挥泵对容器的抽气作用，希望管道的流导尽可能的大。因此真空管道应该短而粗，千万不能细而长。

真空系统的抽气方程

$V \frac{d P}{dt} = -S_eP + Q_d + Q_l + Q_p + Q_e$

• $t$ - 抽气时间
• $P$ - 容器中的压强
• $V$ - 容器的体积
• $S_e$ - 泵对容器的有效抽速
• $\frac{d P}{dt}$ - 容器中压强的变化率

• $-V \frac{d P}{dt}$ - 容器内包含的大气，简称为大气；
• $Q_d$ - 表面解吸（其中有吸附气体和吸收气体）的气体，简称为放气（或释气）；
• $Q_l$ - 通过微隙漏入的气体，简称为漏气；
• $Q_p$ - 大气通过容器壁向真空室渗透的气体，简称为渗气（或透气）；
• $Q_e$ - 液体和固体的蒸气，简称为蒸气。

低真空抽气时间的计算

近似常抽速时抽气时间的计算

不考虑管道影响和漏放气时抽气时间的计算

$t = \frac{V}{S} lnP_0 - \frac{V}{S} lnP = \frac{V}{S} ln\frac{P_0}{P} = 2.3 \frac{V}{S} log\frac{P_0}{P}$

$t$是$P_0$->$P$的抽气时间。

该公式是计算低真空抽气时间的基本公式。虽然它是在没有管道的条件下导出的,但是对于管道的流导大于泵的抽速的情况下也适用。

不考虑管道影响而考虑漏放气时抽气时间的计算

$t = \frac{V}{S_{Pt}} ln \frac{P_0 - P_u}{P - P_u}$

• $S_{Pt}$ - 泵的理论抽速
• $P_0$ - 初始压强
• $P$ - 终止压强 (泵入口压强，在不考虑管道的情况下$P$就是容器出口的压强)
• $P_u$ - 极限真空度，对于某一确定的真空系统，$P_u$是个常值
• $Q_{lo}$ - 漏放气的流量

$P_u = \frac{ Q_{lo} }{ S_{Pt} }$

考虑管道影响而忽略漏放气时抽气时间的计算

考虑管道影响和漏放气时抽气时间的计算