上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 低温原理及应用 第13讲真空技术 2018年春季 黄永华博士、教授 大 答疑： 邮箱huangyh@sjtu.edu.cn;电话：34206295 或预约办公室：机动A楼432室
低温原理及应用 第13讲 真空技术 2018年春季 黄永华 博士、教授 答疑: 邮箱 huangyh@sjtu.edu.cn ; 电话: 34206295 或预约 办公室：机动A楼432室
真空的特性 压力 主要气体负载 (Torr) Atm. 湿空气 10-3 水蒸汽(75%-95% 10-6 H2O.CO 10-9 H2O.CO.N2.H2 10-10 CO.H2 10-11 H2
压力 (Torr) Atm. 10-3 10-6 10-9 10-10 10-11 主要气体负载 湿空气 水蒸汽 (75 %- 95%) H2O, CO H2O, CO, N2, H2 CO, H2 H2 真空的特性
1.真空与低温的关系 ◆没有真空技术就不可能获得超低温；没有低温技术就不能产生极清 洁的极高真空。 ◆低温技术的发展促进了真空科学；而真空技术的前进又带动着低温 技术。 真空的分类 真空的获取 真空部件及设备 抽空时间计算与真空系统设计 真空系统检漏
没有真空技术就不可能获得超低温；没有低温技术就不能产生极清 洁的极高真空。 低温技术的发展促进了真空科学；而真空技术的前进又带动着低温 技术。 1.真空与低温的关系 真空的分类 真空的获取 真空部件及设备 抽空时间计算与真空系统设计 真空系统检漏
2.根据真空程度分类 粗真空 p>3kPa(或p>25torr) 真空成形及许多常见的工业应用 于钢铁除气、真空注塑、真空熔 中真空 0.10Pa<p<3000Pa(103torr<p<25torr) 解等操作，真空粉末绝热也是在这 段区域的低压端部分 真空镀膜、真空热处理及真空钎 高真空 0.1mPa<p<100mPa(106torr<p<103torr) 焊和粒子加速器中，真空多层绝热 也在此段范围内工作 超高真空 0.1μPa<p<100μPa(或109torr<p<10-6torr) 环境模拟舱及半导体材料的表面 研究 极高真空 p<100n Pa(p<10-9torr)
2. 根据真空程度分类 粗真空 p>3kPa(或p>25torr） 真空成形及许多常见的工业应用 中真空 0.10Pa<p<3000Pa(或10-3 torr<p<25torr) 于钢铁除气、真空注塑、真空熔 解等操作,真空粉末绝热也是在这 段区域的低压端部分 高真空 0.1mPa<p<100mPa(或10-6 torr<p<10-3 torr) 真空镀膜、真空热处理及真空钎 焊和粒子加速器中, 真空多层绝热 也在此段范围内工作 超高真空 0.1μPa<p<100μPa(或10-9 torr<p<10-6 torr) 环境模拟舱及半导体材料的表面 研究 极高真空 p<100n Pa(或p<10-9 torr)
3.真空系统中的流动方式 ·在常压下的气体流动称为连续流，根据R判断流动状态 1.层流，Re<2300 2.过渡流，2300<Re<3000 3.紊流，Re>3000 ·在低压下一自由分子流入》D(特征尺寸) 粘度 气体分子的平均自由程=“ πRT p V 2M 压力 分子量 区分连续流和自由分子流的无量纲数是克努曾数，Kn=WD。 1.连续流，Kn<0.01 2.混合流，0.01<Kn<0.30 πRT Kn 3.自由分子流，Kn>0.30 2M
3. 真空系统中的流动方式 • 在常压下的气体流动称为连续流， 根据Re判断流动状态 1. 层流, Re<2300 2. 过渡流, 2300<Re<3000 3. 紊流, Re>3000 • 在低压下— 自由分子流 λ 》D（特征尺寸） 区分连续流和自由分子流的无量纲数是克努曾数，Kn=λ/D。 1.连续流,Kn<0.01 2.混合流, 0.01<Kn<0.30 3.自由分子流,Kn>0.30 气体分子的平均自由程 M RT p 2 粘度 压力 分子量 M R T pD 2 Kn