真空泵的选型及数据计算-真空技术网提供
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PnSg≥PgS 或 Sg≥Pgs/Pn Sg－前级泵的有效抽速(l/s) Pn－主泵临界前级压强(最大排气压强)(l/s) Pg－真空室最高工作压强(托) S－主泵工作时在 Pg 时的有效抽速。(l/s)
14、扩散泵抽速计算公式：
S＝Q/P＝(K·n)/(P·t)(升/秒) 式中：S－被试泵的抽气速率(l/s) n－滴管内油柱上升格数(格) t－油柱上升 n 格所需要的时间(秒) P－在泵口附近测得的压强(托) K－滴管系数(托·升/秒) K＝V0·(L/n)·(Υ0/Υm)+Pa△Vt 其中 V0－滴管和真空胶管的原始容积(升ຫໍສະໝຸດ Baidu L－滴管刻度部分的长度(mm) n－滴管刻度部分的格数(格) Υ0－油的比重(克/厘米 3) Υm－汞的比重(克/厘米 3) Pa－当地大气压强(托) △Vt－滴管的刻度上的一格的对应的容积(升/格)
15、旋片真空泵的几何抽速计算公式：
S＝πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s) 式中：Z 为旋片数，n 为转速(转/分)，L 为泵腔长度，D 为泵腔直径，d 为 转子直径(cm)，Kv 为容积利用系数(一般取 95％)。
16、O 型橡胶槽深 B＝0.7D
D 为橡胶直径，槽宽 C＝1.6B
7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染，可 以选无油真空泵，或者把油蒸气排到室外。
8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允 许，应选择无振动的泵或者采取防振动措施。
9、真空泵的价格、运转及维修费用。
第二部分：水环式真空泵的选择
一、泵类型的确定
泵的类型主要由工作所需的气量、真空度或排气压力而定。
kg/h
根据接头密封长度进行的泄漏量估算：
表2
接头密封质量
非常好
好
正常
泄漏量 kg /h*m
0.03
0.1
0.2
2、 计算总抽气量 Q
Q=Q1+Q2+Q3 Q: 总抽气量，kg/h Q1: 真空系统工作过程中产生的气体量，kg/h Q2: 真空系统的放气量，kg/h
Q3: 真空系统总泄漏量，kg/h
第一部分：选用真空泵时需要注意事项：
1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如： 真空镀膜要求 1×10-5mmHg 的真空度，选用的真空泵的真空度至少要 5×10-6mmHg。 通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。
2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围，如：扩 散泵为 10-3~10-7mmHg，在这样宽压强范围内，泵的抽速随压强而变化，其稳定的 工作压强范围为 5×10-4~5×10-6mmHg。因而，泵的工作点应该选在这个范围之内， 而不能让它在 10-8mmHg 下长期工作。又如钛升华泵可以在 10-2mmHg 下工作，但其 工作压强应小于 1×10-5mmHg 为好。
12、粗抽泵的抽速选择：
S＝Q1/P 预 (l/s) S=2.3V·lg(Pa/P 预)/t S－机械泵有效抽速 Q1－真空系统漏气率(托·升/秒) P 预－需要达到的预真空度(托) V－真空系统容积(升) t－达到 P 预时所需要的时间 Pa－大气压值(托）
13、前级泵抽速选择：
排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子 泵等，它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值，选用的前级泵必须 能将主泵的最大气体量排走，根据管路中，各截面流量恒等的原则有：
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＝压强(托)
V＝体积(升) t＝时间(秒)
6、通导： C＝Q/(P2-P1) (升/秒)
7、真空抽气时间：
对于从大气压到 1 托抽气时间计算式： t＝8V/S (经验公式) V 为体积，S 为抽气速率，通常 t 在 5~10 分钟内选择。
3、计算 Se：
Se＝QR(273+Ts)/PsM
R: 通用气体常数 R＝8.31kJ /（kmol*K） Ts：抽出气体的温度，ºC Ps：真空系统的工作压力，kPa，G
M：抽出气体的平均分子量 Se：真空系统的抽气速率，m3 / h
◆ 间歇操作系统
Se＝138V/t *lg(P1/P2) m3 / h 真空泵的选用
初步选定了泵的类型之后，对于真空泵，还要根据系统所需的气量来选用泵的型 号。
真空泵选择相关计算公式
1、玻义尔定律
体积 V，压强 P，P·V＝常数
一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。
即 P1/P2＝V2/V1
2、盖·吕萨克定律
当压强 P 不变时，一定质量的气体，其体积 V 与绝对温度 T 成正比：
根据以上原则，当泵所需的真空度或气体压力不高时，可优先在单级泵中选取。 如果真空度或排气压力较高，单级泵往往不能满足，或者，要求泵在较高真空度 情况下仍有较大气量，即要求性能曲线在较高真空度时较平坦，可选用两级泵。 如果真空度要求在－710mmHg 以上，可选用水环－大气泵或水环－罗茨真空机组 作为抽真空装置。
5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时，应该选各种无油泵， 如：水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格，可以选 择有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、挡油阱等，也能达到清洁 真空要求。
6、了解被抽气体成分，气体中含不含可凝蒸气，有无颗粒灰尘，有无腐蚀 性等。选择真空泵时，需要知道气体成分，针对被抽气体选择相应的泵。如果气 体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体，应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设 备，如冷凝器、除尘器等。
泵工作时，需要注意以下两个方面： 1.尽可能要求在高效区内，也就是在临界真空度或临界排气压力的区域内运行。 2.应避免在最大真空度或最大排气压力附近运行。在此区域内运行，不仅效率极 低，而且工作很不稳定，易产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言，在 此区域之内运行，往往还会发生汽蚀现象，产生这种现象的明显标志是泵内有噪 音和振动。汽蚀会导致泵体、叶轮等零件的损坏，以致泵无法工作。
17、方形橡胶槽深 B＝0.8A
A 为方形橡胶边长，槽宽 C＝1.67B
其它几个公式：
◆ 真空容器的排气时间
对于低真空和中真空的排气时间，当泄漏量较小时，真空设备从压强 P1 降低到 P2 所 需的排气时间为：
t＝2.3（V/S）lg(P1/P2) 式中 t： 排气时间，s
V: 真空设备容积，L S: 泵的有效抽气速率，L/S P1, P2: 开始时容器的压强和抽至所需的压强，mmHg。
3、真空泵在其工作压强下，应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体 量。
4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气，因而，有时选用一种泵 不能满足抽气要求，需要几种泵组合起来，互相补充才能满足抽气要求。如钛升 华泵对氢有很高的抽速，但不能抽氦，而三极型溅射离子泵，（或二极型非对称 阴极溅射离子泵）对氩有一定的抽速，两者组合起来，便会使真空装置得到较好 的真空度。另外，有的真空泵不能在大气压下工作，需要预真空；有的真空泵出 口压强低于大气压，需要前级泵，故都需要把泵组合起来使用。
真空系统抽气速率 Se 的计算方法： ◆ 连续操作系统
1、 计算真空系统的总泄漏量 Qs。 根据真空系统的容积进行的泄漏量估算： 表1
容积 / m3
0.1
1
3
5
10
25 50 100 200
空气平均泄漏量/ 0.1-0.5 0.5-1.0 1-2 2-4 3-6 4-8 5-10 8-20 10-30
V1/V2＝T1/T2＝常数
当压强不变时，一定质量的气体，温度每升高(或 P 降低)1℃，则它的体积比原 来增加(或缩小)1/273。
3、查理定律
当气体的体积 V 保持不变，一定质量的气体，压强 P 与其绝对温度 T 成正比，即：
P1/P2＝T1/T2
在一定的体积下，一定质量的气体，温度每升高(或降低)1℃，它的压强比原来 增加(或减少)1/273。
如果只作真空泵用，则选用单作用泵比较好。因为单作用泵的构造简单，容易制 造和维护，且在高真空情况下抗汽蚀性好。 如果仅作较大气量的压缩机使用，则选用双作用的泵比较合适。因为双作用泵的 气量大，体积小，重量轻，径向力能得到自动平衡，轴不容易产生疲劳断裂，泵 的使用寿命较长。
二、根据系统所需的气量选择真空泵
8、维持泵选择：
S 维＝S 前/10
9、扩散泵抽速估算：
S＝3D2 (D＝直径 cm）
10、罗茨泵的前级抽速：
S＝(0.1~0.2)S 罗 (l/s)
11、漏率：
Q 漏＝V(P2-P1)/(t2-t1) Q 漏－系统漏率(mmHg·l/s) V－系统容积(l) P1－真空泵停止时系统中压强(mmHg) P2－真空室经过时间 t 后达到的压强(mmHg) t－压强从 P1 升到 P2 经过的时间(s)
1 根据真空系统的真空度和泵进口管道的压力降，确定泵吸入口处的真空度（绝压）
2 确定真空系统的抽气速率 Se
3 将 Se 换算成泵厂规定条件下的抽气速率 Se’ 一般可按照下式计算： Se’＝ Se（273+[Ts]）/（273+Ts） [Ts]：泵标准进气温度
4 根据抽气速率和真空度要求，按照下式选择确定真空泵的类型 要求真空泵的抽气速率 S 满足： S >（20%-30%）Se’
14、扩散泵抽速计算公式：
S＝Q/P＝(K·n)/(P·t)(升/秒) 式中：S－被试泵的抽气速率(l/s) n－滴管内油柱上升格数(格) t－油柱上升 n 格所需要的时间(秒) P－在泵口附近测得的压强(托) K－滴管系数(托·升/秒) K＝V0·(L/n)·(Υ0/Υm)+Pa△Vt 其中 V0－滴管和真空胶管的原始容积(升ຫໍສະໝຸດ Baidu L－滴管刻度部分的长度(mm) n－滴管刻度部分的格数(格) Υ0－油的比重(克/厘米 3) Υm－汞的比重(克/厘米 3) Pa－当地大气压强(托) △Vt－滴管的刻度上的一格的对应的容积(升/格)
15、旋片真空泵的几何抽速计算公式：
S＝πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s) 式中：Z 为旋片数，n 为转速(转/分)，L 为泵腔长度，D 为泵腔直径，d 为 转子直径(cm)，Kv 为容积利用系数(一般取 95％)。
16、O 型橡胶槽深 B＝0.7D
D 为橡胶直径，槽宽 C＝1.6B
7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染，可 以选无油真空泵，或者把油蒸气排到室外。
8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允 许，应选择无振动的泵或者采取防振动措施。
9、真空泵的价格、运转及维修费用。
第二部分：水环式真空泵的选择
一、泵类型的确定
泵的类型主要由工作所需的气量、真空度或排气压力而定。
kg/h
根据接头密封长度进行的泄漏量估算：
表2
接头密封质量
非常好
好
正常
泄漏量 kg /h*m
0.03
0.1
0.2
2、 计算总抽气量 Q
Q=Q1+Q2+Q3 Q: 总抽气量，kg/h Q1: 真空系统工作过程中产生的气体量，kg/h Q2: 真空系统的放气量，kg/h
Q3: 真空系统总泄漏量，kg/h
第一部分：选用真空泵时需要注意事项：
1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如： 真空镀膜要求 1×10-5mmHg 的真空度，选用的真空泵的真空度至少要 5×10-6mmHg。 通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。
2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围，如：扩 散泵为 10-3~10-7mmHg，在这样宽压强范围内，泵的抽速随压强而变化，其稳定的 工作压强范围为 5×10-4~5×10-6mmHg。因而，泵的工作点应该选在这个范围之内， 而不能让它在 10-8mmHg 下长期工作。又如钛升华泵可以在 10-2mmHg 下工作，但其 工作压强应小于 1×10-5mmHg 为好。
12、粗抽泵的抽速选择：
S＝Q1/P 预 (l/s) S=2.3V·lg(Pa/P 预)/t S－机械泵有效抽速 Q1－真空系统漏气率(托·升/秒) P 预－需要达到的预真空度(托) V－真空系统容积(升) t－达到 P 预时所需要的时间 Pa－大气压值(托）
13、前级泵抽速选择：
排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子 泵等，它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值，选用的前级泵必须 能将主泵的最大气体量排走，根据管路中，各截面流量恒等的原则有：
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＝压强(托)
V＝体积(升) t＝时间(秒)
6、通导： C＝Q/(P2-P1) (升/秒)
7、真空抽气时间：
对于从大气压到 1 托抽气时间计算式： t＝8V/S (经验公式) V 为体积，S 为抽气速率，通常 t 在 5~10 分钟内选择。
3、计算 Se：
Se＝QR(273+Ts)/PsM
R: 通用气体常数 R＝8.31kJ /（kmol*K） Ts：抽出气体的温度，ºC Ps：真空系统的工作压力，kPa，G
M：抽出气体的平均分子量 Se：真空系统的抽气速率，m3 / h
◆ 间歇操作系统
Se＝138V/t *lg(P1/P2) m3 / h 真空泵的选用
初步选定了泵的类型之后，对于真空泵，还要根据系统所需的气量来选用泵的型 号。
真空泵选择相关计算公式
1、玻义尔定律
体积 V，压强 P，P·V＝常数
一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。
即 P1/P2＝V2/V1
2、盖·吕萨克定律
当压强 P 不变时，一定质量的气体，其体积 V 与绝对温度 T 成正比：
根据以上原则，当泵所需的真空度或气体压力不高时，可优先在单级泵中选取。 如果真空度或排气压力较高，单级泵往往不能满足，或者，要求泵在较高真空度 情况下仍有较大气量，即要求性能曲线在较高真空度时较平坦，可选用两级泵。 如果真空度要求在－710mmHg 以上，可选用水环－大气泵或水环－罗茨真空机组 作为抽真空装置。
5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时，应该选各种无油泵， 如：水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格，可以选 择有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、挡油阱等，也能达到清洁 真空要求。
6、了解被抽气体成分，气体中含不含可凝蒸气，有无颗粒灰尘，有无腐蚀 性等。选择真空泵时，需要知道气体成分，针对被抽气体选择相应的泵。如果气 体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体，应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设 备，如冷凝器、除尘器等。
泵工作时，需要注意以下两个方面： 1.尽可能要求在高效区内，也就是在临界真空度或临界排气压力的区域内运行。 2.应避免在最大真空度或最大排气压力附近运行。在此区域内运行，不仅效率极 低，而且工作很不稳定，易产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言，在 此区域之内运行，往往还会发生汽蚀现象，产生这种现象的明显标志是泵内有噪 音和振动。汽蚀会导致泵体、叶轮等零件的损坏，以致泵无法工作。
17、方形橡胶槽深 B＝0.8A
A 为方形橡胶边长，槽宽 C＝1.67B
其它几个公式：
◆ 真空容器的排气时间
对于低真空和中真空的排气时间，当泄漏量较小时，真空设备从压强 P1 降低到 P2 所 需的排气时间为：
t＝2.3（V/S）lg(P1/P2) 式中 t： 排气时间，s
V: 真空设备容积，L S: 泵的有效抽气速率，L/S P1, P2: 开始时容器的压强和抽至所需的压强，mmHg。
3、真空泵在其工作压强下，应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体 量。
4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气，因而，有时选用一种泵 不能满足抽气要求，需要几种泵组合起来，互相补充才能满足抽气要求。如钛升 华泵对氢有很高的抽速，但不能抽氦，而三极型溅射离子泵，（或二极型非对称 阴极溅射离子泵）对氩有一定的抽速，两者组合起来，便会使真空装置得到较好 的真空度。另外，有的真空泵不能在大气压下工作，需要预真空；有的真空泵出 口压强低于大气压，需要前级泵，故都需要把泵组合起来使用。
真空系统抽气速率 Se 的计算方法： ◆ 连续操作系统
1、 计算真空系统的总泄漏量 Qs。 根据真空系统的容积进行的泄漏量估算： 表1
容积 / m3
0.1
1
3
5
10
25 50 100 200
空气平均泄漏量/ 0.1-0.5 0.5-1.0 1-2 2-4 3-6 4-8 5-10 8-20 10-30
V1/V2＝T1/T2＝常数
当压强不变时，一定质量的气体，温度每升高(或 P 降低)1℃，则它的体积比原 来增加(或缩小)1/273。
3、查理定律
当气体的体积 V 保持不变，一定质量的气体，压强 P 与其绝对温度 T 成正比，即：
P1/P2＝T1/T2
在一定的体积下，一定质量的气体，温度每升高(或降低)1℃，它的压强比原来 增加(或减少)1/273。
如果只作真空泵用，则选用单作用泵比较好。因为单作用泵的构造简单，容易制 造和维护，且在高真空情况下抗汽蚀性好。 如果仅作较大气量的压缩机使用，则选用双作用的泵比较合适。因为双作用泵的 气量大，体积小，重量轻，径向力能得到自动平衡，轴不容易产生疲劳断裂，泵 的使用寿命较长。
二、根据系统所需的气量选择真空泵
8、维持泵选择：
S 维＝S 前/10
9、扩散泵抽速估算：
S＝3D2 (D＝直径 cm）
10、罗茨泵的前级抽速：
S＝(0.1~0.2)S 罗 (l/s)
11、漏率：
Q 漏＝V(P2-P1)/(t2-t1) Q 漏－系统漏率(mmHg·l/s) V－系统容积(l) P1－真空泵停止时系统中压强(mmHg) P2－真空室经过时间 t 后达到的压强(mmHg) t－压强从 P1 升到 P2 经过的时间(s)
1 根据真空系统的真空度和泵进口管道的压力降，确定泵吸入口处的真空度（绝压）
2 确定真空系统的抽气速率 Se
3 将 Se 换算成泵厂规定条件下的抽气速率 Se’ 一般可按照下式计算： Se’＝ Se（273+[Ts]）/（273+Ts） [Ts]：泵标准进气温度
4 根据抽气速率和真空度要求，按照下式选择确定真空泵的类型 要求真空泵的抽气速率 S 满足： S >（20%-30%）Se’