真空管道流导和流几率的计算.doc

真空管道流导和流几率的计算流导就一个真空系统管路元件(包括导管、阀门、捕集器等)来说，若其入口压力P1和出口压力P2不相等，即管路元件的两端存在压强差P1-P2，则元件中将有气流从高压侧流向低压侧(如图3)。若流经元件的气流量是Q，实验和理论都证明Q值的大小与元件两端的压强差P1-P2成正比。用数学式子来表示Q与P1-P2之间的关系，则可写成式(5)。该比例常数C称为流导。式(6)即是流导的定义式。它表明：在单位压差下，流经管路元件气流量的大小被称为流导。在国际单位制中，气流量Q的单位是Pam3s，P1-P2的单位是Pa，所以流导的单位是m3s。流导的大小说明在管路元件两端的压强差P1-P2一定的条件下流经管路元件的气流量的多少。从式(5)可见，当压差P1-P2一定时，流导C的值较大，那么流经管路元件的气流量Q的值就较大；反之流导C的值小，则流经元件的气流量Q就小。所以作为真空系统管路元件，不管是导管、还是阀门、捕集器、除尘器等，都希望它的流导值尽可能大一些，使气流能顺利地通过。因此，流导是真空系统管路元件的一个重要参数。在真空系统设计计算中，要计算管路元件以及某段真空系统管路的流导。流导几率流导几率也称为传输几率，其物理意义是气体分子从元件的入口入射进入元件能从管路元件的出口逸出的概率。在分子流状态下，利用流导几率来表征真空系统管路元件对气体的导通性能更直观，更本质。用pr来表示流导几率，则流导几率的定义式为式(7)。从式(8)可以看出，管路元件的流导C等于该元件入口孔的流导Cfk和其流导几率Pr的乘积。通常，管路元件入口孔的流导Cfk是很容易求得的，如果知道了元件的流导几率Pr，则利用式(8)可以很容易地计算出元件的流导。用线性真空规测量小孔分子流流导的方法研究已知流导的微小小孔可用于极小漏率校准、极小漏孔检漏、极高真空规精确校准等。小孔分子流流导的大小由其物理尺寸、气体成分以及环境温度等因素决定。用线性真空规测量小孔分子流流导的方法研究已知流导的微小小孔可用于极小漏率校准、极小漏孔检漏、极高真空规精确校准等。小孔分子流流导的大小由其物理尺寸、气体成分以及环境温度等因素决定。对于尺寸无法准确测量的不规则微小小孔只能通过实验测量，通常采用气体微流量计来测量，流导测量不确定度都大于1%。(6)采用线性真空规法测量小孔分子流流导可减小测量不确定度。将一恒定流量的单一气体引入容积为V的标准容器中，部分气体就会通过待测流导为C的小孔流出标准容器；根据流量守恒定律，可列出等式(1)。(1)式中： Q恒定气体流量，Pam3/s； V标准容器的容积，m3； p标准容器中气体的压力，Pa； t测量时间，s； C待测小孔的分子流流导，m3/s。求解（1）式得到(2)式：(2)式中： p1t1 时刻标准容器中的压力，Pa；P2t2时刻标准容器中的压力，Pa。 由（2）式可得，当时间差t2-t1趋近于大时，有：(3 )也就是说标准容器中的压力随时间的延长趋近于一确定值，即平衡压力值P0，则有(4)将(4)式代入(2)式可得：(5)设时间差t2-t1为t，将(5)式改写成(6)式：从(6)式看出，线性真空规测量小孔分子流流导的方法，利用了线性真空规两次读数的比值，避免了真空规校准和测量绝对压力引入的不确定度，减小了小孔流导的测量不确定度，经评定得到测量结果的合成标准不确定度为0.29%。