【真空知识】如何理解真空系统中压力、气载、抽速之间的关系?

   真空系统重通过 Q = P × S 公式解释各种问题,气载 (Q)、压力 (P) 和抽速(S) 之间的关系决定了真空系统的表现。

一      如何获得更低的压力 (P)?


        在真空系统中实现更低的压力可能是一大难题。在理解压力 (P) 取决于系统气载 (Q) 和抽速 (S) 之间的平衡后,实现更低的压力 (P) 会变得更简单一些。

    这些基本概念,压力 (P)、抽速 (S)和气载 (Q)的详细介绍如下。

    另一个重要概念是流导 (C)。流导 (C) 表示在特定压力下,孔口或管路通过气体的能力。其描述了真空管路和接头对抽速(S) 的影响,以及对极限真空压力(P) 的影响。

二     了解压力 (P)



压力 (P) 表示气体分子撞击表面时产生的力量大小。

要降低压力 (P):

1) 提高抽速 (S)和/或

2) 降低气载 (Q)

三     了解抽速 (S)


抽速 (S) 是指泵从真空室中抽出气体的速率。

要降低压力 (P):

1) 提高抽速 (S)和/或

2) 增加管路内径/减小管路长度

四     了解气载 (Q)


气载 (Q) 是真空系统中所有气体来源的总和。来源包括:

·真空室内的初始气体·工艺气体·放气·扩散·真实泄漏·虚漏·返流·渗透

五、抽速 (S) 如何影响压力 (P)?

(Q=P*S 或 P=Q/S)
 要提高抽速 (S):
1) 确认系统没有流导限制。管路流导必须大于泵抽速 (S)。
2) 选择更大的泵以增加抽速 (S)。更高的抽速 (S) 可以更快达到更低的压力 (P)。

六、流导 (C) 如何影响压力 (P)?


      流导 (C) 表示在特定压力下孔口或管路通过气体的能力。 为真空系统选择具有出色流导 (C) 的硬件(即不会限制泵和真空室之间气体流动的硬件),以尽可能提高泵的抽速 (S),这一点非常重要。

     注:系统流导 (C) 较差时,使用更大型的泵无法提高性能(抽真空时间或极限真空压力)。
提高流导 (C) 的简单规则:
  • 使泵抽气口法兰的直径与管路直径匹配
  • 尽量缩短所用管路的长度
  • 使用直型管路,尽量避免使用带有许多弯折的管路
  • 流导 (C) 对抽速 (S) 的影响:
  • 流导 (C) 通常会降低真空泵的抽速 (S)
  • 具有很低流导 (C) 的组件将决定系统可达到的最大抽速 (S)
注:由于各种流导 (C) 限制而得到的降低后的抽速 (S) 称之为有效抽速 (Seff)。

       流导 (C) 会限制抽速 (S),进而影响极限真空压力。为尽量降低系统压力,需要尽可能减少由于低流导 (C) 导致的抽速 (S) 下降。

  为了获得更低的压力 (P):

  •  确认泵与真空室之间的硬件未限制流导:管路的流导 (C) 务必大于* 泵的抽速 (S)
  •  如果泵与真空室之间的硬件未限制流导 (C)*,选择更大的泵。提高抽速 (S) 可以在更短时间内达到更低的压力 (P)。

     注:系统流导 (C) 较差时,使用更大型的泵无法提高性能(极限真空压力或抽真空时间)。

     需要通过计算来确定流导 (C) 是否限制了抽速 (S)。例如,假如抽速 (S) 等于流导 (C),则有效抽速 (Seff) 会降低 50%。

     考虑到流导,基本公式变为:Q = P x Seff

      流导 (C) —(气载 (Q) 固定)

  • 随着流导 (C) 变大,有效抽速 (Seff) 增加,压力 (P) 降低
  • 随着流导 (C) 变小,有效抽速 (Seff) 减小,压力 (P) 升高

七、如何提高抽速 (S)



为了尽量提高抽速 (S):
确认泵与真空室之间的硬件未限制流导。管路的流导 (C) 务必大于* 泵的抽速 (S)。
如果泵与真空室之间的硬件未限制流导 (C)*,选择更大的泵:提高抽速 (S) 可以在更短时间内达到更低的压力 (P)。
注:系统流导 (C) 较差时,使用更大型的泵无法提高性能(抽真空时间或极限真空压力)。
*需要通过计算来确定流导 (C) 是否限制了抽速 (S)。例如,假如抽速 (S) 等于流导 (C),则有效抽速 (Seff) 会降低 50%。
考虑到流导,基本公式变为:
Q = P x Seff
流导 (C) —(气载 (Q) 固定)
随着流导 (C) 变大,有效抽速 (Seff) 增加,压力 (P) 降低
随着流导 (C) 变小,有效抽速 (Seff) 减小,压力 (P) 升高
八、气载 (Q) 如何影响压力 (P)?


(Q=P*S 或 P=Q/S)— 如果气载 (Q) 降低,则可以达到更低的压力 (P)。气载 (Q) 越低泵可达到的压力越低。
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