真空知识及漏率及检漏培训(CSG)..
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(整理)真空技术基础知识真空技术基础知识前⾔1. 真空“真空”来源于拉丁语“Vacuum ”,原意为“虚⽆”,但绝对真空不可达到,也不存在。
只能⽆限的逼近。
即使达到10-14—10-16托的极⾼真空,单位体积内还有330—33个分⼦。
在真空技术中,“真空”泛指低于该地区⼤⽓压的状态,也就是同正常的⼤⽓⽐,是较为稀薄的⽓体状态。
真空是相对概念,在“真空”下,由于⽓体稀薄,即单位体积内的分⼦数⽬较少,故分⼦之间或分⼦与其它质点(如电⼦、离⼦)之间的碰撞就不那么频繁,分⼦在⼀定时间内碰撞表⾯(例如器壁)的次数亦相对减少。
这就是“真空”最主要的特点。
利⽤这种特点可以研究常压不能研究的物质性质。
如热电⼦发射、基本粒⼦作⽤等。
2. 真空的测量单位⼀、⽤压强做测量单位真空度是对⽓体稀薄程度的⼀种客观量度,作为这种量度,最直接的物理量应该是单位体积中的分⼦数。
但是由于分⼦数很难直接测量,因⽽历来真空度的⾼低通常都⽤⽓体的压强来表⽰。
⽓体的压强越低,就表⽰真空度越⾼,反之亦然。
根据⽓体对表⾯的碰撞⽽定义的⽓体的压强是表⾯单位⾯积上碰撞⽓体分⼦动量的垂直分量的时间变化率。
因此,⽓体作⽤在真空容器表⾯上的压强定义为单位⾯积上的作⽤⼒。
压强的单位有相关单位制和⾮相关单位制。
相关单位制的各种压强单位均根据压强的定义确定。
⾮相关单位制的压强单位是⽤液注的⾼度来量度。
下⾯介绍⼏种常⽤的压强单位。
【标准⼤⽓压】(atm )1标准⼤⽓压=101325帕【托】(Torr )1托=1/760标准⼤⽓压【微巴】(µba )1µba=1达因/厘⽶2【帕斯卡】(Pa )国际单位制1帕斯卡=1⽜顿/m2【⼯程⼤⽓压】(at )1⼯程⼤⽓压=1公⽄⼒/厘⽶2⼆、⽤真空度百分数来测量%100760760%?-=P δ式中P 的单位为托,δ为真空度百分数。
此式适⽤于压强⾼于⼀托时。
3. 真空区域划分有了度量真空的单位,就可以对真空度的⾼低程度作出定量表述。
第二章 真空计量基本知识一、真空1.1 真空、理想气体状态方程、气体分子的热运动地球的周围有一层厚厚的空气,称为大气,人类就生活在这些大气中。
空气有一定的质量,在通常状况下,大约为1.29g/l ,可以说是很轻的。
但地球周围的空气非常密,在几十公里以上的高空还有空气存在,这么厚的一层空气受地球引力作用,就会对地面上的一切物体产生压力,这就是大气压。
早在17世纪,托里拆利就通过实验证实了大气压强的大小。
通常一个标准大气压约等于0.1MPa ,相当于760mm 左右的汞柱所产生的压强。
真空是指低于一个大气压的气体空间,但不可理解为什么都没有。
真空是同正常的大气相比,是比较稀薄的气体状态。
按照阿佛加德罗定律1mol 任何气体在标准状况下,有6.022×1023个分子,占据22.4L 的体积。
由此我们得到标准状态下气体分子的密度为319/103cm 个⨯。
在非标准状况下,当气体处于平衡时,满足描述理想气体的状态方程。
式中的N 为气体的摩尔数,P 为压力(Pa ),T 热力学温度,κ为波尔兹曼常数,κ=1.38×10-23J/K 。
因此在非标准状况下,气体分子数密度及压力和温度有关。
每立方厘米中的气体分子数可以表示为:式中n 为气体分子数密度(cm -3),由此可见,即便在Pa P 11103.1-⨯=这样很高的真空度时,T=293K 时,每立方厘米的空间中仍有数百个气体分子。
因此所谓真空是相对的,绝对的真空是不存在的。
同时我们也可知,气体分子数密度在温度不变时,及压力成正比。
因此,真空度可用压力来表示也是以此为理论依据。
在真空抽气过程中,一般可认为是等温的,我们说容器中的压力降低了或气体分子数密度减少了都是正确的。
1.2 气体分子的热运动从微观的角度看,气体是由分子组成的,所有分子都处在不断的、无规则的运动状态。
分子的这种运动及温度有关,因此我们称之为热运动。
做无规则运动的气体速度不都具有相同的值,而是形成一个各种速度的速度分布,具有最大速度和最小速度的分子数都比较少,而具有“中等”速度的分子数比较多,速度的分布是有规律的。
真空检漏基本知识作者:dodoo 时间:2011年1月27日第一部分检漏1.检漏的基本概念2.漏孔、漏率及其单位真空技术中所指的漏孔,由于尺寸微小、形状复杂、形式多样,无法用几何尺寸表示其大小。
所以一般用等效流导或漏气速率(简称为漏率)表示漏孔的大小。
用漏率表示漏孔大小时,如果不加特殊说明,则是指在漏孔入口压力为1.01×105Pa,出口压力低于1.33×103Pa,温度为296士3K的标准条件下,单位时间内流过漏孔的露点温度低于248K的空气的气体量。
漏率的单位是帕斯卡×立方米/秒,记为Pa m3/s。
为了方便,有时用帕斯卡⋅升/秒,记为Pa⋅L/s。
3.最大容许漏率真空系统漏气是绝对的,不漏气是相对的在真空检漏技术中所指的“漏”是和最大容许漏率的概念联系在一起的。
对于动态真空系统,只要其平衡压力能够达到所要求的真空度,这时即使存在着漏孔,也可以认为该系统的漏率是容许的,该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。
动态真空系统的最大容许漏率qLmax应满足:q⋅Lmax ≤ 1/10Pw⋅S (1);式中Pw----系统工作压力,S----系统的有效抽速;对于静态真空系统,要求在一定时间内,其压力维持在容许的压力以下,这时即使存在着漏孔,同样叮以认为该系统的漏率是容许的,该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。
如果要求在时间t内,容积为V的系统的压力由p升至pt,则其最大容许漏率qLmax应满足:q⋅Lmax ≤ (pt-p)V/t (2)各种真空设备的最大容许漏率可参考表1确定。
同样的漏孔,如果通过的气体不同,漏率是不同的,对于较大的漏孔来说,对于不同种类的气体,同一漏孔的漏率一般与其粘滞系数成反比.4.漏孔的气流特性气体流经漏孔的过程是很复杂的,可能包含有粘滞流、过渡流及分子流三种流动状态。
主导流动状态与漏孔的几何尺寸、气体的种类、漏孔两端的压力及环境温度有关。
设环境温度T=296K,入口压力p2=1.01×105Pa,出口压力p1《p2,漏孔长L,直径d的均匀圆截面导管型漏孔,其对空气的漏率及可视流动状态见表2。
真空机组培训资料1.真空度:处于真空状态下的气体稀薄程度,通常用真空度表示;真空度=(大气压强一绝对压强)真空表量程为:OMPa—— -0. IMPa绝对压力=大气压力+表压(表盘测量),如离心水泵出口压力表显示为0.3MPa,则表压为0. 3MPa,绝对压力为0. 4MPa;真空度=大气压力-绝对压力,真空表显示值为负,通常所说抽真空达到94%,是指真空度为0. 94个标准大气压。
2.气压与温度、沸点关系:,气压越大,温度越高;反之,温度越低。
(例:抽极限真空时,回流液罐下部结水珠层。
)I气压越大,沸点越高;反之,沸点越低(高压锅、高原作用)。
3.真空机组PU1真空机组:水环泵(2BV6161)+罗茨泵八万吨真空机组:水环泵(2SKT2)+次级泵+主级泵老中间体真空机组:水环泵(2BV5161、2BV5131)+罗茨泵;水环泵(2BV5161、2SK-12)+次级泵+主级泵浆料真空机组:水环泵2BV6111中间体:旋片式真空泵2X-154.真空机组的使用罗茨泵不能单独使用,使用需配前级泵,否则,会导致罗茨泵过载过热而损坏。
原因:L罗茨泵最大优点是在较低入口压强下具有较高的抽气速率,要求入口压力在13.3KPa (真空度88)以下;L罗茨泵是一种无内压缩的真空泵,通常压缩比很低,罗茨泵不允许高压差下工作,最大允许压差为4. 5KPa o5.真空机组管路流程/八万吨:..粉尘泵反应釜一筛板塔一横,冷一回流罐一竖冷一真空机组▲,老中间体:.厂… 粉尘泵反应釜f分缩器f雇冷一回流罐一竖冷f缓冲罐f真空机_ A组分缩器下端开旁通到横冷,其中K-1至K-3,K-5至K-9 不带旁通,K-4为筛板塔取代分缩器,K-11至K-18带旁通。
/ PU1:反应釜一一缓冲罐一A真空机组(主级泵进气管路开旁通到水环泵)问题探讨:/老中间体、PU1均设置了缓冲罐,八万吨为什么没设置缓冲罐?答:原先老中间体车间,罗茨泵与液环泵之间设有浮球式单向阀,考虑到抽完真空后,系统管道内存在较大负压,加上浮球单向阀本身球面与密封圈密封性一般,可能致使液环泵中的水被倒吸入罗茨泵转子腔中,进而倒吸到冷凝器,最后到反应釜,所以加设缓冲罐,一方面是为了对抽出的部分物料或大分子颗粒进一步沉积,另一方面是用以储存由于负压作用倒吸的水。
真空检漏[简介]: 1.概漏的基本概念真空检漏就是检测真空系统的漏气部位及其大小的过程。
漏气也叫实漏,是气体通过系统上的漏孔或间隙从高压侧流到低压侧的现象。
虚漏,是相对实漏而言的一种物理现象。
这种现象是由于材料放气、解吸、凝结气体的再蒸发、气体通过器壁的渗透及系统内死空间中气体的流出等原因引起真空系统中气体压力升高的现象。
二、检漏仪器用于检漏的仪器有氦质谱检漏仪、卤素检漏仪、高频火花检漏器、气敏半导体检漏仪及用于质谱分析的各种质谱计。
这里主要介绍氦质谱检漏仪、卤素检漏仪、高频火花检漏器的工作原理、结构及国产检漏仪器的技术性能。
1.氦质谱检漏仪氮质谱检漏仪是用氦气为示漏气体的专门用于检漏的仪器,它具有性能稳定、灵敏度高的特点。
是真空检漏技术中灵敏度最高,用得最普遍的检漏仪器。
氦质谱检漏仪是磁偏转型的质谱分析计。
单级磁偏转型仪器灵敏度为lO-9~10-12Pam3/s,广泛地用于各种真空系统及零部件的检漏。
双级串联磁偏转型仪器与单级磁偏转型仪器相比较,本底噪声显著减小.其灵敏度可达10-14~10-15Pam3/s,适用于超高真空系统、零部件及元器件的检漏。
逆流氦质谱检漏仪改变了常规型仪器的结构布局,被检件置于检漏仪主抽泵的前级部位,因此具有可在高压力下检漏、不用液氮及质谱室污染小等特点.适用于大漏率、真空卫生较差的真空系统的检漏,其灵敏度可达10-12Pam3/s。
(1工作原理与结构氦质谱检漏仪由离子源、分析器、收集器、冷阴极电离规组成的质谱室和抽气系统及电气部分等组成。
①单级磁偏转型氦质谱检漏仪现以HZJ—l型仪器为例.介绍单级磁偏转型氦质谱检漏仪,其结构如图2所示。
在质谱室内有:由灯丝、离化室、离子加速极组成离子源;由外加均匀磁场、挡板及出口缝隙组成分析器;由抑制栅、收集极及高阻组成收集器;第一级放大静电计管和冷阴极电离规。
质谱室的工作原理如图3所示。
在离化室N内,气体电离成正离子,在电场作用下离子聚焦成束。
真空计的检漏及区分真空计是如何工作的真空计(Vacuum Gauge),又称规,是测量真空度或气压的仪器。
一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。
1、用电离计检漏时,示漏物质应选用电离效果与残余气体有可能大差异者,电离效果包括电离率及电离电位两者的综合结果,一般用氢,氦,二氧化碳等。
2、用热真空计检漏时,示漏物质可用氢,二氧化碳,丙酮。
乙醚。
酒精等。
一般说来,用气体喷吹用液体覆盖为好,由于液体往往会堵塞漏孔,还会污染真空系统或器件,热真空计由于惯性大,反应慢,检漏时巡喷速度不宜过快,并认真察看,认真判别是系统的压强波动,仪器的漂移或是真正存在漏孔。
只有示漏物质离开后,仪器指示恢复原状的,才是真正的漏孔。
热真空计检漏,要在它的测量范围的真空度下,才能有效,即只适用于10—1——10—3托的真空度范围。
它哪呢过检出最小漏孔为1*10—5托升/秒。
电离计的反应热真空计快,但因示漏气体在真空系统中建立充分分压需要较长时间,故巡喷速度亦不能太快。
电离计能检漏的压力范围,大致同于其测量范围,故各种类型电离计各有其检漏的压力范围。
电离计能检的最小可检漏孔约为1*10—6——1*10—7托升/秒。
在真空计检漏中,即使示漏气体对着漏孔喷吹。
或者示漏液体涂于漏孔,实际上都不可避开要夹带有空气进去,即示漏物质并没有彻底取代空气。
带进去的空气一方面冲淡了示漏物质的作用,另一方面还会引起不必要的读数波动,由于混进的空气重量时大时小。
真空计是一种常用的测量仪器,一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量,产品被广泛用于多个领域中。
真空计的产品种类浩繁,用户应当如何分类呢?下面我就来实在介绍一下真空计的分类方法,希望可以帮忙到大家。
按真空度刻度方法分类(1)真空计:直接读取气体压力,其压力响应(刻度)可通过自身几何尺寸计算出来或由测力确定。
真空计对全部气体都是精准的且与气体种类无关,属于真空计的有U型镑压力计、压缩式真空计和热辐射真空计等。