第一部分：選用真空泵時(shí)需要注意事項(xiàng)

1、真空泵的工作壓強(qiáng)應(yīng)該滿(mǎn)足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強(qiáng)要求。如：真空鍍膜要求1×10^-5mmHg的真空度，選用的真空泵的真空度至少要5×10^-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個(gè)到一個(gè)數(shù)量級(jí)。 真空泵,真空預(yù)冷機(jī),預(yù)冷機(jī),科美斯,預(yù)冷保鮮

2、正確地選擇真空泵的工作點(diǎn)。每種泵都有一定的工作壓強(qiáng)范圍，如：擴(kuò)散泵為10^-3~10^-7mmHg，在這樣寬壓強(qiáng)范圍內(nèi)，泵的抽速隨壓強(qiáng)而變化，其穩(wěn)定的工作壓強(qiáng)范圍為5×10^-4~5×10^-6mmHg。因而，泵的工作點(diǎn)應(yīng)該選在這個(gè)范圍之內(nèi)，而不能讓它在10^-8mmHg下長(zhǎng)期工作。又如鈦升華泵可以在10^-2mmHg下工作，但其工作壓強(qiáng)應(yīng)小于1×10^-5mmHg為好。

 3、真空泵在其工作壓強(qiáng)下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過(guò)程中產(chǎn)生的全部氣體量。

 4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣，因而，有時(shí)選用一種泵不能滿(mǎn)足抽氣要求，需要幾種泵組合起來(lái)，互相補(bǔ)充才能滿(mǎn)足抽氣要求。如鈦升華泵對(duì)氫有很高的抽速，但不能抽氦，而三極型濺射離子泵，（或二極型非對(duì)稱(chēng)陰極濺射離子泵）對(duì)氬有一定的抽速，兩者組合起來(lái)，便會(huì)使真空裝置得到較好的真空度。另外，有的真空泵不能在大氣壓下工作，需要預(yù)真空；有的真空泵出口壓強(qiáng)低于大氣壓，需要前級(jí)泵，故都需要把泵組合起來(lái)使用。

 5、真空設(shè)備對(duì)油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無(wú)油時(shí)，應(yīng)該選各種無(wú)油泵，如：水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、擋油阱等，也能達(dá)到清潔真空要求。

 6、了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無(wú)顆粒灰塵，有無(wú)腐蝕性等。選擇真空泵時(shí)，需要知道氣體成分，針對(duì)被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應(yīng)該考慮在泵的進(jìn)氣口管路上安裝輔助設(shè)備，如冷凝器、除塵器等。

  7、真空泵排出來(lái)的油蒸氣對(duì)環(huán)境的影響如何。如果環(huán)境不允許有污染，可以選無(wú)油真空泵，或者把油蒸氣排到室外。

 8、真空泵工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)工藝過(guò)程及環(huán)境有無(wú)影響。若工藝過(guò)程不允許，應(yīng)選擇無(wú)振動(dòng)的泵或者采取防振動(dòng)措施。

9、真空泵的價(jià)格、運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)用。

第二部分：水環(huán)式真空泵的選擇

一、泵類(lèi)型的確定

泵的類(lèi)型主要由工作所需的氣量、真空度或排氣壓力而定。

泵工作時(shí)，需要注意以下兩個(gè)方面：

1.盡可能要求在高效區(qū)內(nèi)，也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。

2.應(yīng)避免在最大真空度或最大排氣壓力附近運(yùn)行。在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，不僅效率極低，而且工作很不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。對(duì)于真空度較高的真空泵而言，在此區(qū)域之內(nèi)運(yùn)行，往往還會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標(biāo)志是泵內(nèi)有噪音和振動(dòng)。汽蝕會(huì)導(dǎo)致泵體、葉輪等零件的損壞，以致泵無(wú)法工作。

根據(jù)以上原則，當(dāng)泵所需的真空度或氣體壓力不高時(shí)，可優(yōu)先在單級(jí)泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高，單級(jí)泵往往不能滿(mǎn)足，或者，要求泵在較高真空度情況下仍有較大氣量，即要求性能曲線(xiàn)在較高真空度時(shí)較平坦，可選用兩級(jí)泵。如果真空度要求在－710mmHg以上，可選用水環(huán)－大氣泵或水環(huán)－羅茨真空機(jī)組作為抽真空裝置。

如果只作真空泵用，則選用單作用泵比較好。因?yàn)閱巫饔帽玫臉?gòu)造簡(jiǎn)單，容易制造和維護(hù)，且在高真空情況下抗汽蝕性好。
如果僅作較大氣量的壓縮機(jī)使用，則選用雙作用的泵比較合適。因?yàn)殡p作用泵的氣量大，體積小，重量輕，徑向力能得到自動(dòng)平衡，軸不容易產(chǎn)生疲勞斷裂，泵的使用壽命較長(zhǎng)。

二、根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量選擇真空泵

初步選定了泵的類(lèi)型之后，對(duì)于真空泵，還要根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量來(lái)選用泵的型號(hào)。

真空泵選擇相關(guān)計(jì)算公式

1、玻義爾定律

體積V，壓強(qiáng)P，P·V＝常數(shù)

一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)與氣體的體積成反比。

即P1/P2＝V2/V1

2、蓋·呂薩克定律

當(dāng)壓強(qiáng)P不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體，其體積V與絕對(duì)溫度T成正比：

V1/V2＝T1/T2＝常數(shù)

當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高(或P降低)1℃，則它的體積比原來(lái)增加(或縮小)1/273。

3、查理定律

當(dāng)氣體的體積V保持不變，一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)P與其絕對(duì)溫度T成正比，即：

P1/P2＝T1/T2

在一定的體積下，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高(或降低)1℃，它的壓強(qiáng)比原來(lái)增加(或減少)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＝壓強(qiáng)(托) V＝體積(升) t＝時(shí)間(秒)

6、通導(dǎo)： C＝Q/(P2-P1) (升/秒)

7、真空抽氣時(shí)間：

對(duì)于從大氣壓到1托抽氣時(shí)間計(jì)算式：
t＝8V/S (經(jīng)驗(yàn)公式)
V為體積，S為抽氣速率，通常t在5~10分鐘內(nèi)選擇。

8、維持泵選擇：

S維＝S前/10

9、擴(kuò)散泵抽速估算：

S＝3D2 (D＝直徑cm）

10、羅茨泵的前級(jí)抽速：

S＝(0.1~0.2)S羅 (l/s)

11、漏率：

Q漏＝V(P2-P1)/(t2-t1)
Q漏－系統(tǒng)漏率(mmHg·l/s)
V－系統(tǒng)容積(l)
P1－真空泵停止時(shí)系統(tǒng)中壓強(qiáng)(mmHg)
P2－真空室經(jīng)過(guò)時(shí)間t后達(dá)到的壓強(qiáng)(mmHg)
t－壓強(qiáng)從P1升到P2經(jīng)過(guò)的時(shí)間(s)

12、粗抽泵的抽速選擇：

S＝Q1/P預(yù) (l/s)
S=2.3V·lg(Pa/P預(yù))/t
S－機(jī)械泵有效抽速
Q1－真空系統(tǒng)漏氣率(托·升/秒)
P預(yù)－需要達(dá)到的預(yù)真空度(托)
V－真空系統(tǒng)容積(升)
t－達(dá)到P預(yù)時(shí)所需要的時(shí)間
Pa－大氣壓值(托）

13、前級(jí)泵抽速選擇：

排氣口壓力低于一個(gè)大氣壓的傳輸泵如擴(kuò)散泵、油增壓泵、羅茨泵、渦輪分子泵等，它們工作時(shí)需要前級(jí)泵來(lái)維持其前級(jí)壓力低于臨界值，選用的前級(jí)泵必須能將主泵的最大氣體量排走，根據(jù)管路中，各截面流量恒等的原則有：

PnSg≥PgS 或
Sg≥Pgs/Pn
Sg－前級(jí)泵的有效抽速(l/s)
Pn－主泵臨界前級(jí)壓強(qiáng)(最大排氣壓強(qiáng))(l/s)
Pg－真空室最高工作壓強(qiáng)(托)
S－主泵工作時(shí)在Pg時(shí)的有效抽速。(l/s)

14、擴(kuò)散泵抽速計(jì)算公式：

S＝Q/P＝(K·n)/(P·t)(升/秒)
式中：S－被試泵的抽氣速率(l/s)
n－滴管內(nèi)油柱上升格數(shù)(格)
t－油柱上升n格所需要的時(shí)間(秒)
P－在泵口附近測(cè)得的壓強(qiáng)(托)
K－滴管系數(shù)(托·升/秒)
K＝V0·(L/n)·(Υ0/Υm)+Pa△Vt
其中V0－滴管和真空膠管的原始容積(升)
L－滴管刻度部分的長(zhǎng)度(mm)
n－滴管刻度部分的格數(shù)(格)
Υ0－油的比重(克/厘米3)
Υm－汞的比重(克/厘米3)
Pa－當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)(托)
△Vt－滴管的刻度上的一格的對(duì)應(yīng)的容積(升/格)

15、旋片真空泵的幾何抽速計(jì)算公式：

S＝πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s)
式中：Z為旋片數(shù)，n為轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)，L為泵腔長(zhǎng)度，D為泵腔直徑，d為轉(zhuǎn)子直徑(cm)，Kv為容積利用系數(shù)(一般取95％)。

16、O型橡膠槽深B＝0.7D

D為橡膠直徑，槽寬C＝1.6B

17、方形橡膠槽深B＝0.8A

A為方形橡膠邊長(zhǎng)，槽寬C＝1.67B

其它幾個(gè)公式：

◆ 真空容器的排氣時(shí)間

對(duì)于低真空和中真空的排氣時(shí)間，當(dāng)泄漏量較小時(shí)，真空設(shè)備從壓強(qiáng)P1降低到P2所需的排氣時(shí)間為：

   t＝2.3（V/S）lg(P1/P2)

 式中 t：  排氣時(shí)間，s

V:   真空設(shè)備容積，L

S:   泵的有效抽氣速率，L/S

P1, P2:  開(kāi)始時(shí)容器的壓強(qiáng)和抽至所需的壓強(qiáng)，mmHg。

1.3倍

真空系統(tǒng)抽氣速率Se的計(jì)算方法：

 ◆ 連續(xù)操作系統(tǒng)

1、  計(jì)算真空系統(tǒng)的總泄漏量Qs。

根據(jù)真空系統(tǒng)的容積進(jìn)行的泄漏量估算：

表1

根據(jù)接頭密封長(zhǎng)度進(jìn)行的泄漏量估算：

表2

2、  計(jì)算總抽氣量Q

         Q=Q1+Q2+Q3

Q: 總抽氣量，kg/h

Q1: 真空系統(tǒng)工作過(guò)程中產(chǎn)生的氣體量，kg/h

Q2: 真空系統(tǒng)的放氣量，kg/h

Q3: 真空系統(tǒng)總泄漏量，kg/h

3、計(jì)算Se：

           Se＝QR(273+Ts)/PsM

R: 通用氣體常數(shù) R＝8.31kJ /（kmol*K）

Ts：抽出氣體的溫度，oC

Ps：真空系統(tǒng)的工作壓力，kPa，G

M：抽出氣體的平均分子量

Se：真空系統(tǒng)的抽氣速率，m3 / h

◆  間歇操作系統(tǒng)

           Se＝138V/t *lg(P1/P2) m3 / h

真空泵的選用

1 根據(jù)真空系統(tǒng)的真空度和泵進(jìn)口管道的壓力降，確定泵吸入口處的真空度（絕壓）

2 確定真空系統(tǒng)的抽氣速率Se

3 將Se換算成泵廠(chǎng)規(guī)定條件下的抽氣速率Se’

一般可按照下式計(jì)算：

Se’＝ Se（273+[Ts]）/（273+Ts）

[Ts]：泵標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣溫度

4 根據(jù)抽氣速率和真空度要求，按照下式選擇確定真空泵的類(lèi)型

   要求真空泵的抽氣速率S滿(mǎn)足：

    S >（20%-30%）Se’