真空泵选型时常用的相关计算公式
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：
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。
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。
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)
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：
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)
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
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：
18、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。
19、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。
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
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
20、真空泵的选用
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)
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’
关键词：真空泵选型
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