真空泵選型時(shí)常用的相關(guān)計(jì)算公式

真空泵選型計(jì)算公式是根據(jù)所需的真空度和抽取速率來(lái)確定。一般而言，真空泵的抽取速率應(yīng)該略大于系統(tǒng)的漏率，并且能夠達(dá)到所需的真空度。

真空泵的抽取速率（Q）可以通過(guò)以下公式計(jì)算： Q = (P1 - P2) × V / T 其中，P1是大氣壓力，P2是所需真空度，V是系統(tǒng)的有效體積，T是抽取的時(shí)間。

根據(jù)所需真空度和抽取速率，可以選擇適當(dāng)?shù)恼婵毡眯吞?hào)和規(guī)格。

1、玻義爾定律

　　體積V，壓強(qiáng)P，P·V=常數(shù)

　　一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)與氣體的體積成反比。

　　即P1/P2=V2/V1

2、蓋·呂薩克定律

　　當(dāng)壓強(qiáng)P不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體，其體積V與絕對(duì)溫度T成正比：

　　V1/V2=T1/T2=常數(shù)

　　當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高(或P降低)1℃，則它的體積比原來(lái)增加(或縮小)1/273。

3、查理定律

　　當(dāng)氣體的體積V保持不變，一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)P與其絕對(duì)溫度T成正比，即：

　　P1/P2=T1/T2

　　在一定的體積下，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高(或降低)1℃，它的壓強(qiáng)比原來(lái)增加(或減少)1/273。

4、平均自由程

　　λ=(5×10-3)/P (cm)

5、抽速

　　S=dv/dt (升/秒)或 S=Q/P

　　Q=流量(托·升/秒) P=壓強(qiáng)(托)　　V=體積(升) t=時(shí)間(秒)

6、通導(dǎo)： C=Q/(P2-P1) (升/秒)

7、真空抽氣時(shí)間

　　對(duì)于從大氣壓到1托抽氣時(shí)間計(jì)算式：

　　t=8V/S (經(jīng)驗(yàn)公式)

　　V為體積，S為抽氣速率，通常t在5~10分鐘內(nèi)選擇。

8、維持泵選擇

　　S維=S前/10

9、擴(kuò)散泵抽速估算

　　S=3D2 (D=直徑cm)

10、羅茨泵的前級(jí)抽速

　　S=(0.1~0.2)S羅 (l/s)

11、漏率

　　Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1)

　　Q漏-系統(tǒng)漏率(mmHg·l/s)

　　V-系統(tǒng)容積(l)

　　P1-真空泵停止時(shí)系統(tǒng)中壓強(qiáng)(mmHg)

　　P2-真空室經(jīng)過(guò)時(shí)間t后達(dá)到的壓強(qiáng)(mmHg)

　　t-壓強(qiáng)從P1升到P2經(jīng)過(guò)的時(shí)間(s)

12、粗抽泵的抽速選擇

　　S=Q1/P預(yù) (l/s)

　　S=2.3V·lg(Pa/P預(yù))/t

　　S-機(jī)械泵有效抽速

　　Q1-真空系統(tǒng)漏氣率(托·升/秒)

　　P預(yù)-需要達(dá)到的預(yù)真空度(托)

　　V-真空系統(tǒng)容積(升)

　　t-達(dá)到P預(yù)時(shí)所需要的時(shí)間

　　Pa-大氣壓值(托)

13、前級(jí)泵抽速選擇

　　排氣口壓力低于一個(gè)大氣壓的傳輸泵如擴(kuò)散泵、油增壓泵、羅茨泵、渦輪分子泵等，它們工作時(shí)需要前級(jí)泵來(lái)維持其前級(jí)壓力低于臨界值，選用的前級(jí)泵必須能將主泵的最大氣體量排走，根據(jù)管路中，各截面流量恒等的原則有：

　　PnSg≥PgS 或

　　Sg≥Pgs/Pn

　　Sg-前級(jí)泵的有效抽速(l/s)

　　Pn-主泵臨界前級(jí)壓強(qiáng)(最大排氣壓強(qiáng))(l/s)

　　Pg-真空室最高工作壓強(qiáng)(托)

　　S-主泵工作時(shí)在Pg時(shí)的有效抽速。(l/s)

14、擴(kuò)散泵抽速計(jì)算公式

　　S=Q/P=(K·n)/(P·t)(升/秒)

　　式中：S-被試泵的抽氣速率(l/s)

　　n-滴管內(nèi)油柱上升格數(shù)(格)

　　t-油柱上升n格所需要的時(shí)間(秒)

　　P-在泵口附近測(cè)得的壓強(qiáng)(托)

　　K-滴管系數(shù)(托·升/秒)

　　K=V0·(L/n)·(Υ0/Υm)+Pa△Vt

　　其中V0-滴管和真空膠管的原始容積(升)

　　L-滴管刻度部分的長(zhǎng)度(mm)

　　n-滴管刻度部分的格數(shù)(格)

　　Υ0-油的比重(克/厘米3)

　　Υm-汞的比重(克/厘米3)

　　Pa-當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)(托)

　　△Vt-滴管的刻度上的一格的對(duì)應(yīng)的容積(升/格)

15、旋片真空泵的幾何抽速計(jì)算公式

　　S=πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s)

　　式中：Z為旋片數(shù)，n為轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)，L為泵腔長(zhǎng)度，D為泵腔直徑，d為轉(zhuǎn)子直徑(cm)，Kv為容積利用系數(shù)(一般取95%)。

16、O型橡膠槽深B=0.7D

　　D為橡膠直徑，槽寬C=1.6B

17、方形橡膠槽深B=0.8A

　　A為方形橡膠邊長(zhǎng)，槽寬C=1.67B

　　其它幾個(gè)公式：

18、真空容器的排氣時(shí)間

　　對(duì)于低真空和中真空的排氣時(shí)間，當(dāng)泄漏量較小時(shí)，真空設(shè)備從壓強(qiáng)P1降低到P2所需的排氣時(shí)間為：

　　t=2.3(V/S)lg(P1/P2)

　　式中 t： 排氣時(shí)間，s

　　V: 真空設(shè)備容積，L

　　S: 泵的有效抽氣速率，L/S

　　P1, P2: 開始時(shí)容器的壓強(qiáng)和抽至所需的壓強(qiáng)，mmHg。

19、真空系統(tǒng)抽氣速率Se的計(jì)算方法

　　◆ 連續(xù)操作系統(tǒng)

　　1、 計(jì)算真空系統(tǒng)的總泄漏量Qs。

　　根據(jù)真空系統(tǒng)的容積進(jìn)行的泄漏量估算：

　　根據(jù)接頭密封長(zhǎng)度進(jìn)行的泄漏量估算：

　　2、 計(jì)算總抽氣量Q

　　Q=Q1+Q2+Q3

　　Q: 總抽氣量，kg/h

　　Q1: 真空系統(tǒng)工作過(guò)程中產(chǎn)生的氣體量，kg/h

　　Q2: 真空系統(tǒng)的放氣量，kg/h

　　Q3: 真空系統(tǒng)總泄漏量，kg/h

　　3、計(jì)算Se：

　　Se=QR(273+Ts)/PsM

　　R: 通用氣體常數(shù) R=8.31kJ /(kmol*K)

　　Ts：抽出氣體的溫度，oC

　　Ps：真空系統(tǒng)的工作壓力，kPa，G

　　M：抽出氣體的平均分子量

　　Se：真空系統(tǒng)的抽氣速率，m3 / h

　　◆ 間歇操作系統(tǒng)

　　Se=138V/t *lg(P1/P2) m3 / h

20、真空泵的選用

　　1 根據(jù)真空系統(tǒng)的真空度和泵進(jìn)口管道的壓力降，確定泵吸入口處的真空度(絕壓)

　　2 確定真空系統(tǒng)的抽氣速率Se

　　3 將Se換算成泵廠規(guī)定條件下的抽氣速率Se’

　　一般可按照下式計(jì)算：

　　Se’= Se(273+[Ts])/(273+Ts)

　　[Ts]：泵標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣溫度

　　4 根據(jù)抽氣速率和真空度要求，按照下式選擇確定真空泵的類型

　　要求真空泵的抽氣速率S滿足：

　　S >(20%-30%)Se’