气冷罗茨真空泵内气体热力过程的计算研究

本文以双叶气冷罗茨泵为研究对象,对其内部气体的输运过程进行热力学研究。从气冷罗茨泵的基本结构和工作原理入手,将被抽气体在泵内经历的过程分解为吸气、注气、压缩、排气四个阶段;讨论各个阶段的特点和机理,应用热力学知识,对每个阶段进行定量分析,得到被抽气体的体积、质量、压力、温度、内能、焓、熵等热力学参数随时间变化的计算公式;探究排气功率与进、排气口压力的关系;并以ZJL-600型气冷罗茨泵为例计算说明。     

等螺距螺杆真空泵内气体热力过程的研究

选择目前已得到大量应用的、采用等螺距螺杆转子的无油螺杆真空泵作为研究对象,针对其内部的气体输运过程开展热力学研究。基于等螺距螺杆真空泵的结构特点和抽气原理,论文将被抽气体在泵内所经历的输运过程,分解为膨胀吸气、等容输送、绝热压缩和等压排气四个阶段,并详细讨论了各阶段的内在机制。依据气体热力学基本原理,分别对每一个阶段进行了定量分析,推导出每一阶段内气体质量、体积、温度、压力、内能、焓、熵等热力学参数随时间的变化规律公式。以某一指定抽速真空泵为例,计算给出了泵内气体的各个热力学参数随时间变化的数据图表,并讨论了等螺距螺杆泵排气功耗和排气温度随入口压力变化的规律。     

螺杆真空泵内气体热力过程的解析计算与实验研究

本文提出了一个描述螺杆真空泵内气体级间返流泄漏量沿程分布的简化模型,基于此模型对螺杆真空泵内的气体热力过程进行深度分析,解析计算了抽气过程的吸气、压缩、输运、反冲和排气各阶段气体热力学参数随时间的变化关系。同时,组建了专门的实验测试台,并制作了采用三段式螺杆转子、泵腔侧壁带有5个压力测试孔的专用测试样泵;通过实际测试极限真空状态下的螺杆泵内沿程气体压力,间接验证了返流泄漏模型和热力学计算的正确性。     

基于数值计算方法的双螺杆真空泵气体输运过程研究

基于双螺杆真空泵气体输运的特点,将泵腔内级间的泄漏通道简化为不同类型的真空管路,采用相邻级间的平均压强确定不同压强下级间泄漏气体的流态,计算得到级间泄漏的质量流量。根据质量守恒定律,建立了双螺杆真空泵气体输运过程的数学模型。以渐开线型端面的等螺距螺杆真空泵为研究对象,计算分析了泵从大气压到极限真空的整个抽气过程。对不同入口压强下的级间泄漏量与抽速进行了研究,研究表明:不同的泄漏通道对级间泄漏的影响有所不同。在排气端,齿顶圆与泵腔内壁之间的泄漏通道对级间泄漏的影响较大;在吸气端,两转子齿顶齿根面之间、斜齿面之间以及凹齿面之间这三种泄漏通道对级间泄漏的影响较大。     

锆铝吸气剂泵质谱研究

在以金属锆铝吸气剂泵为主泵,钛溅射离子泵为前级的真空系统中,用LP-4001型四极质谱计分析了锆铝吸气剂泵在不同工作条件下的吸气特性及泵内的气体成份,并分析了锆铝吸气剂泵在激活过程中的气体释放特性。一、试验装置试验装置如图1所示。本试验装置使用的锆铝吸气剂泵对H_2的名义抽速为1500升/秒,吸气     

空间行波管排气过程中残余气体的质谱分析

电真空器件内残余气体直接影响其阴极的发射能力与寿命。本文利用高灵敏度四极质谱仪监测了空间行波管在整个排气过程中的残余气体,对各阶段气体成分及含量进行了分析。结果表明:烘烤前,水为主要气体,占80%。前期擦拭用无水乙醇易污染真空系统;升温过程中氢迅速增多,当烘烤温度达到220℃时,H_2成为系统中主要气体;整个烘排过程H_2的分压小于10-3Pa,其余气体分压均小于10~(-4)Pa;烘烤结束后,H_2分压为2. 4×10~(-8)Pa,占74%。H_2O分压为6×10-9Pa,占20%;离子泵与吸气剂泵组可有效抽除残余气体,且对H_2的抽速高于对其他气体抽速;另外,质谱仪自身会放出H_2、H_2O、CH_4、CO_2等气体,在真空系统压力达到10-9Pa范围时,质谱仪自身放气已不可忽略。     

电离式锆铝吸气剂泵对甲烷的吸气作用──介绍一种清除有机气体的方法

本文介绍了电离式锆铝吸气剂泵对甲烷的吸气作用，用实验方法测得了泵对甲烷的抽速，测量了热钨灯丝的温度和电离电子流对抽速的的影响。并用四极分压强计对抽除甲烷后的残余气体进行了质谱分析。最后对该泵清除甲烷等有机气体分子的机理进行了一定的探讨。     

非蒸散型吸气剂泵(NEG)对N_(2)气的抽气特性研究北大核心CSCD

非蒸散型吸气剂泵(NEG)是采用过渡族金属材料的吸气特性制作成的真空泵,用于超高/极高真空环境的获得及气体的纯化等方面。本文研制出吸气剂泵性能测试系统,研究了非蒸散型吸气剂泵对N_(2)气的抽气特性,分析了影响抽气性能的因素。研制的系统采用标准流量抽速测试方法,采用固定流导法流量计提供(10^(-5)~10^(-8))Pam^(3)/s的标准气体流量,可在测试罩内获得(10^(-2)~10^(-5))Pa的气体压力下实现抽速测试。实验结果表明,NEG泵激活后处于最佳抽气状态,当抽速下降之后可在超高真空条件下放置一段时间将抽速恢复至初始状态,但泵的整体抽气性能发生一定变化;当泵连续抽气时,抽速随着吸气量的增大而逐渐减小,随着泵抽气压力的增大而减小。     

中性束注入器低温冷凝泵抽气性能测试平台的研制

中性束注入器用液氦低温冷凝泵抽气性能的主要影响因素是低温冷凝抽气面温度,单位时间进气量和被冷凝的气体总量.本文采用流量计法抽速测试装置;同时依据液氦温度与其饱和蒸汽压之间的变化规律,系统中采用了氦气出气压力控制单元,通过调节液氦杜瓦内压力改变液氦的温度从而实现控制液氦低温冷凝面温度;且采用压电晶体阀对单位时间进气量以及被冷凝气体总量进行精确控制;使用ZJ-12型B-A规测量测试装置内真空度.设计了仿真中性束注入器用的低温冷凝泵的测试泵,对其进行ANSYS热力学分析,从而计算出该泵的低温冷凝面积.加工组装了测试平台,并在中性束注入器的工作条件下进行实验,得到测试泵的对氢抽速为940 L/s,表明该系统能够满足测试要求,为中性束注入器低温冷凝泵设计提供实验和理论依据.     

提高溅射离子泵抽速的研究

按抽气过程推出了溅射离子泵的抽速公式。实验研究了阳极结构、阴极材料对提高抽速的作用。通过离子泵抽氩清洗后抽速提高现象的分析研究.证实了阴极材料表层成分对离子泵抽速有几倍的影响;钛阴极的泵在抽氮气达到稳定值后,阴极表层即盖满 TiN,而泵的正常抽速是离子溅射 TiN 生成的钛原子在阳极表面抽气提供的。研究表明,理想的离子泵阴极材料不仅应当溅射率高,溅射膜有高的吸气性能,而且应对入射的被抽气体原子有足够高的扩散能力。     

锆铝吸气泵的设计计算及性能试验研究

一、前言 锆铝吸气泵是近十年发展起来的用一种非蒸散性吸气材料(84%Zr—16?合金)在不同温度下吸附活性气体的新型泵。此泵结构简单、体积小、造价低、操作安全可靠、维修方便、清洁无油,然而对活性气体尤其是对H2具有很大的抽气能力。但这种泵不能抽惰性气体。 锆铝吸气泵对H2及其同位素的吸气作用是可逆的,对H2抽速在10-10～10-2托这样宽的压强范围内几乎保持恒定(1)。对其他活性气体,如CO、CO2、O2、N2、H2O的吸气是以稳定的化合物扩散到吸气剂体内,则存在着饱和寿命问题,其抽速在低于10-5托压强,400 工作温度下几乎恒定到饱和为…     

钛升华泵

1.引言 在真空系统中,利用钛膜对活性气体进行排气的钛升华泵,操作简便,造价低廉,是一种具有较大抽速,无油污染的泵。因此被广泛地应用。就其应用范围来说,是所有需要清洁的超高真空的装置,不论是蒸镀装置、电子显微镜、加速器、核聚变实验装置,还是空间模拟的排气系统都可使用钛升华泵。 本文将介绍有关钛升华泵在使用上的各种特点,最近使用的蒸发源及其应用的例子。 2.钛升华泵的特点 2·1钛升华泵与其他泵相比的特点 钛升华泵(也叫钛吸附泵),这是一种在真空中将钛膜镇在堆壁上形成吸气面,利用钛活泼的性质进行工作的泵。排气机理主要是利…     

一种等齿顶宽的螺杆真空泵单头变螺距转子型线

一种适用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子新型线,其端面型线依次由齿根圆、摆线、齿顶圆和渐开线线顺序相接组成;该型线的主要特征是:当端面型线沿轴向作变螺距螺旋展开过程中,转子螺旋导程由排气端向吸气端逐渐增大,同时其渐开线的发生圆半径则逐渐变小,使转子齿形面的齿顶宽可以保持不变,因此能够增大吸气端的吸气容积,降低排气端的气体返流泄漏,从而提高泵的抽速和极限真空度.文章中给出了端面型线的极坐标方程、轴向展开方程和渐开线发生圆半径的计算方程,可供设计人员参考借鉴。     

涡轮分子泵压缩级叶轮对抽速的影响

本文论述了涡轮分子泵压缩级叶轮对分子泵抽速的影响,并导出了它们之间的解析关系式。然后,论证了泵的抽速与被抽气体分子量关系中的驼峰,以及抽速随转速升高而“S”型增加等现象均是由于分子泵中采用了两种或者两种以上抽速不相等的叶轮造成的。最后,还给出了确定分子泵吸气级叶轮级数的方法。     

吸入压力对水蒸汽喷射泵抽气性能影响的数值分析

为研究水蒸汽喷射泵内部工作蒸汽与被抽气体的流动及其相互作用规律,考察被抽气体压力改变引起的膨胀比、压缩比变化对泵性能的影响机制,基于realizablek-ε湍流模型,建立了描述喷射泵内跨音速流动的数学模型。对喷射泵内压力沿壁面的分布进行了数值模拟。模拟结果与实验数据有很好的一致性,验证了理论模型的适用性。应用所建模型,在不同被抽气体压力条件下,对喷射泵内部被抽气体流动迹线、质量流率分布进行了数值预测,并计算了泵的引射系数。结果表明,被抽气体的质量流率随吸入压力的升高而增大,在被抽气体有效流动截面变化不大的情况下,使喷射泵引射系数相应增加,说明被抽气体压力增加引起的压缩比减少对引射系数的增加作用强于膨胀比减小对引射系数的减小作用。     

非蒸散锆-铝16吸气剂及其应用

引言 为了获得长寿命,高可靠的电真空器件,近十五年来,对于新型吸气剂的研制和应用,已经越来越引起人们的重视,并且巳经取得了显著的成效。 实际上,吸气剂可以看成是组装在电真空器件内部的化学泵,其主要作用有以下几点: 1、在排气过程中,特别是在排气结束后的老炼过程中,吸收管子内部剩余的和重新释放的气体。 2、在电真空器件储存和工作期间维持一定的真空度。 3、吸收电真空器件启动和反常工作时爆发性的放气。应用于电真空器件的吸气剂,对它的主要要求是: (1)应该具有高的吸气能力和高的吸气速率,并能牢固地保持所吸的气体和蒸汽。 ( 2)…     

油蒸汽流泵的抽速表达式

通常将油扩散泵和扩散喷射泵(油增压泵),统称为油蒸汽流泵。其工作原理与涡轮分子泵相似。在涡轮分子泵中。由高速旋转的叶片带走气体分子,以完成抽气过程。而在油蒸汽流泵中,抽气过程是由各级喷嘴吹出的高速蒸汽射流,把被抽气体(空气)分子携带到前级压力端。实践证明,无论是涡轮分子泵、油扩散泵或扩散喷射泵,在其相应压力范围内,都具有平滑的抽速特性曲线。 多年来各国学者已对油蒸汽流泵的抽气过程,进行过深刻的分析和讨论。最近德国学者M.Wutz更从气体动力学的角度来探讨油扩散泵的机理,提出了泵的何氏系数的计算表达式。国内许多专家…     

全玻璃太阳集热管烘烤排气工艺采用复合分子泵抽高真空

采用复合分子泵替代油扩散泵进行全玻璃真空太阳集热管排气烘烤抽高真空试验。选用了三种型号分子泵,在集热管自动连续烘烤排气线上进行实验。经过约一年较长时间生产运行试验后,分子泵经受了190次以上的集热管管口破裂引起的大气冲击,没有损坏,抽真空性能无明显变化。采用分子泵烘烤排气工艺制备的集热管,按国标在温度350℃,48 h高温老化试验后,吸气剂镜面消失率约为5%,仅为国标规定值的10%。     

差异式离子泵在同轴磁控管上的应用

利用差异式离子泵在同轴磁控管上作动态排气,以抽除管子在脉冲老炼或工作时放出的气体。由于同轴磁控管在排气过程中,电子轰击内腔,而难以排除外腔、调谐活塞以及衰减负载等的出气问题。这些部件在老炼或工作时,在高频能量的作用下,将会放出大量的气体,致使管子不能正常工作,甚至真空度下降,以至阴极中毒、打火等,用一附加泵抽除这些气体是     

提高旋片泵抽气速率的探讨

前言 旋片式机械真空泵是目前国内外生产和应用较多的一种泵。我们合肥工大真空 专业74级师生,在南京真空泵厂开门办学过程中。在南泵和沈真所领导、工人、工 程技术人员的指导下,对旋片式机械真空泵抽气速率计算公式及有关数据进行了初 步计算和探讨。 一、抽气速率的定义: 在一定压强、温度下,单位时间内泵从被抽容器内抽除的气体体积,简称抽速。常用“S”表示。 1.名义抽速S名: 泵设计时所选定的标准抽速(760乇时旋片泵应达到或稍超过的抽速)。根据部颁标准,我国2X型旋片泵抽速系列有以下九种(单位:升/秒) 0.5、1、2、4、8、15、30、70…