真空低温设备与技术-复习.doc

真空低温技术与设备第一章概念：真空 物理学上的“真空”是指没有或者不计气体分子和原子存在的物理空间，仅存在各种能量粒子的场空间；另一种是应用物理与技术所讨论的“真空”低于一个大气压力的稀薄气体的空间状态。二：填空：1：真空分为自然真空和人造真空。2：现代排气方法获得的最低压力只能达到10 -12一10-13Pa。3：真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。1958年，第一界国际技术会议曾建议采用“托”(Torr)作为测量真空度的单位。国际单位制(SI)中规定压力的单位为帕(Pa)。我国采用SI规定。1 Torr =133 Pa 。4：我国真空区域划分为：粗真空、低真空、高真空、超高真空和极高真空。5：风箱是最早真空获得和应用的实例。第二章1真空技术主要包括真空的获得、真空测量 和 残余气体的分析三个部分2真空泵按工作原理可分为 气体传输泵与 气体捕集泵。3在真空获得与测量试验中，使用机械泵作为前级泵，有扩散泵作为次级泵4在下列真空泵当中，抽真空能力最强，极限压力最小的是（ A ） A 低温泵 B 罗茨泵 C扩散泵 D水环泵5. 在真空获得与测量试验中，测量真空度的真空计主要有两种类型，分别是热电偶真空计和热阴极电离真空计。请问在试验当中，可否将两者的位置互换？并说明理由。 不可以，在热偶真空计中，在恒定的电流下，加热丝的温度高低取决于玻璃壳内的气体压强（即真空度），真空度越大，压强越大，气体传导热量越多，加热丝的温度越低，毫伏表测量出的热电动势越小；相反，真空度越小压强越小，气体越稀薄，气体传导热量越少，加热丝的温度升得越高，毫伏表测量出的热电动势越大，所以热电偶真空计测量范围一般为为10 10-1Pa，若用来测量高真空，则灯丝会因为电流过大烧毁。而在电离真空计中，对于热阴极电离真空计，板极电流的大小取决于电子在阴极和栅极之间碰撞分子使其电离的数目，该数目正比于气体的浓度即气体的压强，所以，板流与气体的压强成正比，普通电离真空计的测量范围是10-1 10-6Pa，若用来测量低真空，则易损坏。如果互换两者位置，则电流会很大烧毁真空计。第三章1) 实际气体的范德瓦尔斯方程：（P+a/V）（V-b）=RT 式中，p是压力，V是容积，T是温度，R是摩尔气体常数，a,b 是范德瓦尔斯常数。2） 请用热力学知识分析节流过程 工程上，由于气体通过阀门时流速大，时间短，来不及宇宙外界进行热交换，可以近似作为绝热处理。绝热节流时，气体前后的焓值不变，所以3） 简述单级压缩制冷系统的工作原理单机压缩制冷基本循环图工作时，压缩机将蒸发器內所产生的低压低温制冷剂蒸气体吸入压缩机气缸内，经压缩，压力升高（温度也升高）的稍大于冷凝器内的压力时，将高温高压制冷蒸汽排至冷凝器。压缩机起着压缩和传送制冷蒸汽的作用。在冷凝器内，温度和压力较高的制冷蒸汽与温度较低的冷却水（或空气）进行热交换而冷凝为液体。液体再经过调节阀降压和降温后进入蒸发器，在蒸发器內，被冷却物被液体制冷剂冷却，而液体汽化所产生的制冷剂蒸气又被压缩机吸走。因此，制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，完成一个循环。4）填写出单机压缩制冷系统的主要部件的功能或者由功能填写出部件名称。（1）压缩机：讲制冷剂蒸气绝热压缩使其压力提高到冷凝压力（2）油分离器：讲高压气体所携带的润滑油分离（3）冷凝器：将制冷剂等压冷凝为液体（低温）（4）干燥过滤器：防止热力膨胀阀狭小断面处产生“冰塞”，将液体中的水分和杂志除去，在封闭压缩机中也不因制冷器混有水分而造成电机烧毁。（5）电磁阀：控制液体管路的启闭（6）气液热交换器：提高制冷剂蒸气的过热度和控制制冷剂液体的过冷度（7）热力膨胀阀：自助调节进入蒸发器的液体制冷脊量并使制冷剂节降压，有冷凝压力为蒸发压力。（8）分液头：保证进入冷凝器各散热管的气液分配均匀，防止热交换效果不佳问题的发生（9）蒸发器：使制冷剂吸热汽化，带走被冷却物中的热量（10）高低压力继电器：保证制冷系统运行时高压压力不至于过高，低压压力不至于过低。（11）冷凝器和蒸发器实质上都是换热器。第八章（1）低温容器的种类：1 普通绝热结构的容器2 高真空绝热容器，3 真空粉末绝热及真空纤维绝热容器4 真空多层绝热容器以及液氢或转导屏的容器（2）绝热材料的热导率的影响因素：温度影响 、压力的影响 、密度的影响 、含湿量的影响 、环境气体的影响 （3）四种真空绝热的结构特点：、高真空绝热、真空多孔绝热、真空多层绝热、真空空心玻璃微球绝热 （4）绝热结构的绝热性能可用于其有效热导率来评定， 它的数值越小则绝热性能越好绝热材料按其材质可分为有机质材料和矿物质材料两类。绝热材料按其组织结构可分为泡沫状材料、粉末状材料、纤维状材料。（5）真空玻璃的构造：是将四周封接的两块平板玻璃间的空隙抽成真空，真空度要达到并保持在0.1Pa以下，以达到保温，隔热的目的。第九章一、选择题1低温冷凝泵不可以使( D )气体成固态；A氧气B氢气C氮气D氦气 3不考虑外界条件，当室温高压气体充入一个储有室温或低温的气体容器时，容器压力升高，温度（ A ）；A升高B不变C降低D不确定 4下列不属于单级GM机的是（ D ）；A回热器B换热器C膨胀机D滑阀导轨 二、填空题低温泵按工作原理可分为（低温冷凝泵）和（低温吸附泵）。低温板温度的选择主要考虑（被抽气体的成分）、（要求的极限真空）、（ 经济成本）三个方面。气体的热传导与压强成（正 ）比，当压强低于（10 -2Pa），对空气的热传导可以忽略不计。 三、名词解释低温泵：利用低温（低于100K）表面冷凝和吸附气体来获得和保持真空的装置。（p280）压缩机损失：指压缩机实际耗功和理论可逆绝热压缩所需要功的差值（p301）。四、简答题1、低温泵的抽气原理:当气体粒子入射到温度足够低的低温面上时，它们会丧失相当多的动能，以致在一定的条件下，通过凝聚，低温吸附，低温捕集或吸气而粘附于表面，使空间的气体分子数越来越少，实现了抽气作用。2、低温泵的特点低温泵有非常大的抽速，其比抽速可达11.6L/scm2 , 这样大的抽速比其它类型泵都高。而且只有用低温泵才能经济地达到大于1105L/s的大抽速。低温冷凝泵的极限真空度高，可达10-13Pa的极限真空。低