第5章+真空获得-机械真空泵
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真空泵工作原理真空泵是一种用来排除系统内气体并创建真空环境的设备。
它广泛应用于许多领域,如科学实验、工业生产和医疗设备等。
本文将介绍真空泵的工作原理。
一、真空泵的基本原理真空泵的工作原理可以概括为两个基本过程,即排气过程和压缩过程。
1. 排气过程真空泵通过机械或分子运动将气体从系统中抽出。
排气过程中,真空泵会增加气体分子的流动速度,使其逐渐离开系统,并形成真空。
排气过程主要依靠真空泵内部的旋转叶片、活塞或螺杆等机械装置,通过转动或振动来产生负压,将气体吸入并排出。
2. 压缩过程排除气体后,真空泵会进入压缩过程。
在此过程中,真空泵会持续增加压力,将气体分子推向泵的出口。
通过增加气体分子的密度,真空泵将气体压缩并排出系统。
二、真空泵的类型和工作原理根据不同的原理和结构,真空泵可以分为以下几种类型。
1. 机械泵机械泵是使用回转或振动的机械装置来排气和压缩气体的真空泵。
常见的机械泵包括旋片泵、螺杆泵和涡轮分子泵。
- 旋片泵:旋片泵内部有一对旋转的叶片,当叶片旋转时,气体被吸入并压缩排出。
它适用于工业生产中的中等真空。
- 螺杆泵:螺杆泵内部有一对互相螺旋的螺杆,通过旋转将气体从进口处吸入并排出。
螺杆泵适用于高真空和高气体流量的环境。
- 涡轮分子泵:涡轮分子泵通过涡轮的高速旋转将气体分子推向出口,以实现排气和压缩效果。
它适用于高真空系统。
2. 扩散泵扩散泵通过增加气体分子的速度来扩散和稀释气体,从而实现排气和压缩。
它主要由扩散机构和冷却系统组成。
扩散泵适用于高真空和高气体流量的环境,如半导体制造等领域。
3. 分子泵分子泵利用气体分子之间的碰撞和散射来排气和压缩气体。
它将气体分子推向泵的出口,并利用排斥效应将气体排出系统。
分子泵主要用于超高真空和高纯度环境。
三、真空泵的应用真空泵在许多领域都有广泛的应用。
1. 科学实验在科学实验中,真空泵被用于创建稳定的真空环境,以研究物质的性质和反应。
例如,在物理学实验中,真空泵用于控制实验室中的气氛,以排除干扰和外部杂质。
真空获得与测量实验报告真空获得与测量实验报告引言:真空技术在科学研究、工业生产和医学诊断等领域具有重要的应用价值。
为了获得高质量的真空环境,科学家们进行了一系列的实验研究。
本实验旨在探究真空获得的方法和真空度的测量。
一、真空获得的方法1.机械泵机械泵是最常用的真空获得装置之一。
它通过机械运动将气体从容器中抽出,从而降低压力。
机械泵适用于中低真空范围,操作简便,但不能获得高真空。
2.扩散泵扩散泵是一种能够获得高真空的装置。
它通过将气体分子扩散到高速运动的喷嘴上,再通过冷凝或吸附的方式将气体排出。
扩散泵在高真空实验中具有广泛应用,但需要较长的预抽时间。
3.离心泵离心泵是一种利用离心力将气体从容器中排出的装置。
它适用于高真空获得,具有较高的抽速和较短的预抽时间。
离心泵广泛应用于科学研究和工业生产领域。
二、真空度的测量1.毛细流量法毛细流量法是一种常用的真空度测量方法。
它利用毛细管中气体流动的特性来测量真空度。
通过测量气体经过毛细管的流量和压差,可以计算出真空度的大小。
2.热导法热导法是一种基于热传导原理的真空度测量方法。
它利用热传导的速率与气体压力之间的关系来测量真空度。
通过在真空容器中加热一个导热体,测量导热体的温升和导热速率,可以计算出真空度的数值。
3.离子化法离子化法是一种基于气体分子电离的真空度测量方法。
它利用电离电流与气体压力之间的关系来测量真空度。
通过在真空容器中加入一个电离器,测量电离电流的大小,可以计算出真空度的大小。
结论:通过本次实验,我们了解了真空获得的方法和真空度的测量方法。
机械泵、扩散泵和离心泵是常用的真空获得装置,分别适用于不同的真空范围。
毛细流量法、热导法和离子化法是常用的真空度测量方法,各有优缺点。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的真空获得装置和真空度测量方法,以获得高质量的真空环境。
参考文献:[1] 朱玉涛, 梁军. 真空技术与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2011.[2] 陈伟, 张磊. 真空技术实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 2019.[3] 李明, 王丽. 真空度测量方法的比较与分析[J]. 仪器仪表学报, 2018, 39(4): 1-8.。
第三讲:机械真空泵[简介]:真空泵是用各种方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置。
真空泵可以定义为:利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。
随着真空应用的发展,真空泵的种类已发展了很多种,其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。
极限压力(极限真空)从粗真空到10-12Pa以上的超高真空范围。
一、机械真空泵的分类及主要性能参量(一)机械真空泵的分类真空泵是用各种方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置。
真空泵可以定义为:利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。
随着真空应用的发展,真空泵的种类已发展了很多种,其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。
极限压力(极限真空)从粗真空到10-12Pa以上的超高真空范围。
由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽,因此任何一种类型的真空泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围,只能根据不同的工作压力范围和不同的工作要求,使用不同类型的真空泵。
为了使用方便和各种真空工艺过程的需要,有时将各种真空泵按其性能要求组合起来,以机组型式应用。
凡是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵,称为机械真空泵。
机械真空泵按其工作原理及结构特点分述如下:1.变容真空泵它是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目的的真空泵。
气体在排出泵腔前被压缩。
这种泵分为往复式及旋转式两种。
(1)往复式真空泵利用泵腔内活塞往复运动,将气体吸入、压缩并排出。
又称为活塞式真空泵。
(2)旋转式真空泵利用泵腔内转子部件的旋转运动将气体吸入、压缩并排出。
它大致有如下几种分类:1)油封式真空泵它是利用真空泵油密封泵内各运动部件之间的间隙,减少泵内有害空间的一种旋转变容真空泵。
这种泵通常带有气镇装置。
它主要包括旋片式真空泵、定片式真空泵、滑阀式真空泵、余摆线真空泵等。
2)液环真空泵将带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。
机械真空泵工作原理
机械真空泵是一种基于机械动力将气体抽取至较低压力的设备。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 螺杆转动:机械真空泵的核心是一根旋转的螺杆,其位于泵壳内。
当电动机启动时,螺杆会开始旋转。
2. 气体进入:当螺杆旋转时,泵壳内会形成一系列相互连接的气室。
在螺杆旋转的过程中,气体通过进气口流入气室之中。
3. 气体密封:由于螺杆和泵壳之间的间隙极小,螺杆在旋转时能够紧密贴合泵壳,形成气密密封。
这样,气体便无法通过螺杆和泵壳之间的缝隙逸出。
4. 空间变小:螺杆的旋转还会逐渐减小相邻气室之间的体积。
这导致气体在不断进入的同时,也受到限制,气体分子之间的碰撞频率增加。
5. 气体压缩:受到空间变小的限制和气体分子间的碰撞作用力,气体分子会逐渐靠近一起,形成高压区。
这样,气体的压力随着螺杆的旋转逐渐提高。
6. 气体排出:当气体达到一定的压力时,排气阀门会打开,压缩的气体被推送到泵的出口,并由排气管道排出。
7. 泵壳降压:螺杆旋转进一步减小相邻气室之间的体积,降低泵壳内的压力。
这使得一部分残余气体能够进入气室,再次被
压缩并排出。
这个过程循环进行,直至泵壳内的气体被抽取至所需的低压力。
总而言之,机械真空泵通过螺杆旋转、气体进入、气体密封、空间变小、气体压缩和气体排出等步骤,实现将气体抽取至较低压力的功能。
真空获得设备讲义一、概述真空获得设备是一种用于生产真空环境的设备,主要应用于航空航天、电子工业、化工等领域。
它能够有效地将气体排出,创造出真空环境,以满足不同行业对真空环境的需求。
二、工作原理真空获得设备通过机械排气、物理排气和化学排气的方式,将容器内的气体排出,从而创造出真空环境。
它能够将气体压力降至所需的真空度,以满足用户的需求。
三、结构和组成真空获得设备通常由真空泵、真空阀门、真空表、真空管道等组成。
真空泵是其核心部件,通过吸入和排出气体来实现真空环境的创造。
真空阀门用于控制系统内的气体流动,真空表用于监测真空度,真空管道用于连接各个部件。
四、使用方法1. 接通电源,开启真空泵,并调节真空阀门,使气体顺利排出;2. 使用真空表监测真空度,根据需求调节真空泵的工作状态;3. 使用完毕后,关闭真空泵,断开电源,并进行清洁和维护工作。
五、注意事项1. 在使用真空获得设备时,应该严格按照操作手册进行操作,不得随意调节设备参数;2. 使用过程中要定期检查设备的工作状态,确保设备正常运行;3. 使用完毕后应及时清洁和维护设备,以延长设备的使用寿命。
六、总结真空获得设备是一种重要的工业设备,能够有效地创造真空环境,满足不同行业的需求。
合理使用和维护设备,能够为用户带来更大的生产效益。
真空获得设备在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。
它被广泛应用于航空航天、电子工业、化工、医疗器械等领域,为这些领域的生产提供了必不可少的真空环境。
在以下的1500字的篇幅中,我们将继续深入探讨真空获得设备的操作、应用、维护以及未来发展的趋势。
七、应用领域真空获得设备在航空航天领域中的应用极为广泛。
在航天器的研发与制造过程中,需要在工作环境中营造真空状态以模拟太空环境,以确保航天器在极端条件下的可靠性。
真空获得设备的应用可以保证航天器零部件的精密加工和装配过程,同时也能提供模拟太空环境的实验条件。
此外,还可用于航天器的推进系统的真空测试和失效分析。
机械真空泵的工作原理
机械真空泵是一种使用机械力驱动的真空泵,主要通过运转叶轮或者旋转柱塞等机械装置来达到抽取气体的目的。
工作原理如下:
1. 起动:当机械真空泵启动时,电机提供动力,使驱动装置开始旋转。
2. 旋转装置:驱动装置的旋转动力会转化为运转叶轮、旋转柱塞或其他类似部件的旋转运动。
这些旋转部件通常由金属材料构成,并且具有特殊的形状和排列方式。
3. 气体抽取:当旋转装置开始运转时,气体从泵的进气口进入泵腔。
随着运转装置的旋转,气体在泵腔内被推向排气口,并在这个过程中逐渐被抽取。
4. 压缩和排放:泵腔内的气体通过旋转装置的旋转运动被压缩,使其气体分子之间的距离变小,从而增加气体的压力。
随着压力的增加,气体最终从泵腔中排出,进入排气管道或者其他设备中。
5. 闭环真空系统:在工作过程中,机械真空泵通常需要与其他设备或者真空系统连接起来,形成一个闭环真空系统。
通过泵抽取气体并将其排放到其他设备中,可以维持系统的真空状态。
需要注意的是,机械真空泵工作原理的具体细节会因不同品牌、型号和设计而有所不同。
以上是一般机械真空泵的工作原理。
真空的获得与测量摘要真空技术主要包括真空获得、测量及检漏。
对于不同的真空范围,分别采用不同的仪器设备。
本实验用机械泵与扩散泵串联而成的高真空机组来获得真空,由复合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
高频火花探漏器可用以判断非金属部件是否漏气,并可粗略地估计一定的真空范围。
关键字真空的获得真空的测量真空检漏实验原理一、真空的获得利用机械泵的机械旋转产生吸气和排气过程,以获得真空。
常用的是旋片式机械泵,它由定子、转子、旋片、弹簧等组成。
旋片式机械泵是一种油封式机械真空泵。
其工作压强最低能够达到10-1 ,属于低真空泵。
它可以单独使用,也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。
其主要结构见下图:油扩散泵能比机械泵获得更高的真空度,它的工作压力范围是10-1 ~ 10-6Pa,起始压强正好是机械泵的极限压强。
因此油扩散泵通常要利用机械泵作为前级泵,将真空度抽到10-1Pa后才能打开油扩散泵。
油扩散泵是利用气体的扩散性质制作的,油扩散泵主要由泵体、扩散喷嘴、蒸气导管、油锅、加热器、扩散器、冷却系统和喷射喷嘴等部分组成。
当油扩散泵用前级泵预抽到低于1Pa真空时,油锅可开始加热。
沸腾时喷嘴喷出高速的蒸气流,热运动的气体分子扩散到蒸气流中,与定向运动的油蒸汽分子碰撞。
气体分子因此而获得动量,产生和油蒸气分子运动方向相同的定向流动到前级,油蒸气被冷凝释出气体分子,即被前级泵抽走而达到抽气目的。
由于机械泵工作时由电动机动力维持抽气口和排气口的压强差,一旦停止工作,排气口的大气压将把真空泵油压到定子腔中,造成返油事故。
因此,机械泵停止工作后必须使抽气口与大气相通,使泵的进气口和排气口气压平横。
二、真空的测量对于真空度的测量以及检测常用真空计。
真空计包括两个热偶真空计和一个电离真空计。
热偶真空计的原理是利用在低气压下气体的热导率与气体压强间有依赖关系(参见下页原理图)。
因此,如果把一段金属丝封入导管中,接入真空系统。
真空泵工作原理
真空泵是一种用于排空容器或系统内部气体,使其迅速达到真空状态的装置。
其工作原理通常是利用机械或物理方式将气体从容器中抽取或驱动。
机械工作原理:机械真空泵利用物理机械运动的能量将气体排出。
其中,一个或多个旋转或摆动的叶片被安装在密封的腔室内。
当叶片旋转或摆动时,它们在腔室内产生气体压缩,然后通过出口排出。
这种压缩和排出循环会将气体从容器中抽取出来,从而产生真空。
分子工作原理:分子真空泵利用气体分子之间的碰撞来产生真空。
在分子泵中,一个旋转的转子被安装在腔室内。
旋转转子上布满了一系列充满气体分子撞击板。
当旋转转子运转时,气体分子与撞击板碰撞,并改变运动方向。
由于撞击板的斜置和旋转运动,气体分子最终会被抽取到真空级别较高的区域,从而产生真空。
涡流工作原理:涡流真空泵利用涡流的原理将气体排出。
泵内包含一个旋转的螺旋线圈,当电流通过螺旋线圈时,会产生磁场。
这个磁场引起旋涡感应电流在泵腔内形成一个射出磁场垂直于磁极的涡流。
涡流将气体颗粒推到泵排气孔边缘,并通过排气口从系统中抽取气体,从而产生真空。
离心工作原理:离心真空泵利用离心力将气体排出。
该泵由一个旋转的叶轮和一个固定的壳体组成。
当旋转叶轮转动时,叶片上的气体被离心力推到壳体壁上,并通过排气孔排出。
这种
离心力和排气循环将气体逐渐从容器中抽取出来,产生真空。
以上是常见的几种真空泵的工作原理,不同的真空泵有不同的适用范围和效率,可以根据具体需求选择最合适的真空泵。
近代物理实验报告真空的获得与测量学院班级姓名学号时间真空的获得与测量【摘要】本实验是运用包括机械泵,油扩散泵等器材制造一个真空的环境,并通过真空计来测量所获得真空的真空度的过程。
在真空实用技术中,真空的获得和测量是两个最重要的方面,而且在运用技术的过程中,真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。
【关键词】真空泵,真空计,测量【引言】1643年,意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验,获得真空。
1654年,德国物理学家葛利克发明了抽气泵,做了著名的马德堡半球试验。
真空技术在工业生产和科学研究中广泛的应用。
真空技术主要包括真空的获得、测量和检查漏气等方面的内容。
真空是一种不存在任何物质的空间状态,是一种物理现象。
在“真空”中,声音因为没有介质而无法传递,但电磁波的传递却不受真空的影响。
事实上,在真空技术里,真空系针对大气而言,一特定空间内部之部份物质被排出,使其压力小于一个标准大气压,则我们通称此空间为真空或真空状态。
1真空常用帕斯卡(Pascal)或托尔(Torr)做为压力的单位。
目前在自然环境里,只有外太空堪称最接近真空的空间。
【实验方案】一、实验原理1.真空的获得真空的获得主要靠真空泵来实现,本实验用机械泵作为主要的真空泵进行实验。
机械泵利用机械旋转产生吸气和排气的过程来获得真空。
常用的是旋片式机械泵。
排气阀采用油封,油在工作室的内表面形成油膜,有利于润滑和A点的密封,但同时也会形成油的蒸气压,限制了机械泵的真空度,并有可能污染真空系统。
为了放置油污染,防止气体倒流,当系统工作一段时间后需要停机,应先关断进气管上的阀门,保持抽气状态,然后给进气管放气,最后才能给机械泵断电。
机械泵的极限真空度为10-1Pa。
当达到极限真空度时,抽气和漏气的速度相等。
真空度不再变化。
油扩散泵是利用气体的扩散性质制作,将扩散泵油加热到沸腾温度,产生大量油气,经过导流管喷出,接着冷凝,重新变成油,返回到蒸发器,气体被机械泵抽走,如此反复,达到连续抽气的目的。