西安交通大学真空技术习题.ppt

1,例1、一体积为2L的容器，其上有一漏率为110-4TorrLs的漏孔。由一真空泵抽气，泵在容器处的有效抽速为Se=10 Ls。试求： (1)容器的平衡压强； (2)试问将漏孔堵住时，系统抽至110- 6Torr所需的时间。,解 ：（1）,(2)Q=0,2,例2、一被抽容器通过a、b、c三种不同规格的管道与一泵相连，如图1所示。各管道尺寸如下：（a）排气管：直径1cm，长2cm。(b)缩颈管：直径0.5cm，长2cm。(c)连接管：直径2cm，长50cm。容器的容积为V=100升，容器中初始气压为1atm。 问：（1）从容器的出口到泵的入口之间的总流导是多少？ （2）若泵的抽速为150升/秒，问泵对容器的有效抽速为多少？ （3）若容器上有一个漏率为10-7托升/s的漏孔，问容器内的平衡压强将是多少？ （4）在存在上述漏孔的情况下，问将容器从1atm抽至210-6托所用的时间？,3,解 ：（1）流导的计算： ()排气管：短管； ()缩颈管：短管； ()连接管：长管；,单位：C（L/s）；L、D（cm）,短管：,长管：,计算各段流导：,总流导：,4,（2）求有效抽速：,若Sp增至1000升/秒，,可见，流导太小，即使增加泵的抽速，对于实际的有效抽速仍然是没有作用的。,5,（3）平衡压强的计算，由抽气方程,（4）抽气时间的计算,6,例3、某排气台可以同时在三个排位进行排气，如图所示，所用高真空泵抽速为100 Ls，排气管由两段组成，L110 cm，d16 mm；L215 cm，d23 mm，连通横管流阻可忽略不计，每个电子管的体积为10L，内部起始压强为1atm。 （1）试求每一个电子管出口处的有效抽速。 （2）若每个电子管上均有一个漏率为10-7托升/s的漏孔，问电子管内的平衡压强将是多少？ （3）在存在上述漏孔的情况下，问将每个电子管从1atm抽至210-6托所用的时间。,L1, d1,L2, d2,7,解：（1）设每个电子管出口处的有效抽速为Se；电子管出口处压强为P1，连通横管处的压强为P2；每个电子管与连通横管之间的流导为C；泵的抽速为Sp。,经判断，管道为短管，其对应的流导计算为：,8,每一个电子管出口处的有效抽速：,9,（2）平衡压强的计算 由抽气方程出发：,（3）抽气时间的计算,例4：有容器A和B由阀门K隔开，如图所示，已知容器A的容积为2.5L，其中充有压强为200Torr的氮气；容器B的容积为4L，其中充有压强为500Torr的氦气。当阀门打开后，问容器A和B中的压强为多少？（管道体积可忽略）,解：(1) 分压强的计算,(2) 总压强的计算,K,例5： 有一杜瓦瓶，两壁间距离为0.6cm，其间是温度为60C 的氮气，设氮气分子直径为3.75埃，试决定氮气的压强必须 小于何值才能使这个杜瓦瓶具有保温效果？,解： 自由分子流：,例6： 两个真空室用一孔相连（孔径 ），一室充满 氢气，另一室充满氧气，氧压强两倍于氢压强，但温度相同， 打开孔，则将看到什么情况出现？,H2,O2,d,解： 由于 ， 自由分子流,碰撞频度：,例7： 如图(a)所示的系统，电离计工作时壳内的温度为70C。问它所指示的真空度能否反映容器内的真空度？ 如果真空容器正在烘烤，如图(b)所示，烘箱为400C，问电离计所指示的真空度应当如何修正（忽略电离计与容器间连接的导管的影响）？,由,，,，,，,，,得：,例8： 试讨论：如将涡轮分子泵的静叶轮组去掉，只安装 动叶轮，问这种装置运转时会有什么效果？,利用克努增原理工作,克努增原理： （1）碰撞于固体表面的分子，它们飞离表面的方向与原飞来方向无关，并按与表面法向成的余弦而分布。 （2）分子在固体表面要停留一段时间，与固体进行能量交换。 （3）分子离开表面的时候会带有固体表面的某些特征,15,例9：已知一质谱图，其位置为：2、4、12、14、16、17、18、28、32、40、44，试确定气体。,一般思路： （1）根据谱图的位置，用主峰判断可能有哪些气体。 （2）根据谱图的位置，用副峰判断可能有哪些气体。,16,