真空系統(tǒng)組成元ppt課件(參考版)
2025-05-07 07:41本頁面
【正文】 120圖 52 單百葉窗式障板121圖 53 人字形障板122圖 54 具有圓形擋片和兩個(gè)節(jié)流端的障板的傳輸幾率 pr123圖 55 用在擴(kuò)散泵上障板的傳輸幾率 pr124圖 56 具有圓形擋片和一個(gè)節(jié)流端的障板的傳輸幾率 pr125圖 57 用在擴(kuò)散泵上障板的傳輸幾率 pr126圖 58 圓桶形和方形彎頭擋板結(jié)構(gòu)的傳輸幾率127課程 結(jié)束謝 謝 大 家！E N D128。 利用傳輸幾率數(shù)值計(jì)算 傳輸幾率也稱為流導(dǎo)幾率 ,它被定義為在分子流條件下 ,管路元件的流導(dǎo) C與其入口孔流導(dǎo) Ck的比值 ,即 因此管路元件的分子流流導(dǎo)為 利用上式 ,如果知道管路元件的流導(dǎo)幾率 pr,則很容易計(jì)算出分子流流導(dǎo)。117 對(duì)于用冷劑冷卻的冷阱 ,分子流流導(dǎo)計(jì)算式為 式中 k是溫度影響系數(shù) ,若冷劑是 “ 干冰 ”(固體二氧化碳 ),取 k=。s 。 利用 “ 比流導(dǎo) ” 數(shù)據(jù)計(jì)算 在真空系統(tǒng)中 ,尤其是蒸氣流泵的入口處所用的障板和冷阱 ,絕大多數(shù)都要在機(jī)械阻擋的基礎(chǔ)上 ,對(duì)擋片進(jìn)行冷卻 ,以提高捕集可凝性蒸氣的效果。 (3)利用蒙特卡羅法計(jì)算得到的傳輸幾率 (又稱流導(dǎo)幾率 )進(jìn)行計(jì)算。 (2)把捕集器看成是異形截面管道串、并聯(lián)而成的復(fù)雜管道 ,根據(jù)流導(dǎo)計(jì)算公式計(jì)算 。 (1)利用實(shí)驗(yàn)得到的 “ 比流導(dǎo) ” 數(shù)據(jù)計(jì)算 。在達(dá)到所要求的擋油效果的基礎(chǔ)上 ,應(yīng)使捕集器的流導(dǎo)盡可能的大。當(dāng)油分子在電子的碰撞下分解時(shí) ,則和熱分解一樣變成了可被排出的氣體和非揮發(fā)性的碳。114l 電捕集器 電捕集器的工作原理為 :在冷陰極或熱陰極放電時(shí)蒸氣分子被電離 ,在電場(chǎng)的作用下形成離子流 ,場(chǎng)的方向與真空系統(tǒng)的氣流方向相反 ,這些離子大多都移向機(jī)械泵 。113l 熱捕集器 熱捕集器的工作原理是 :使碳?xì)浠衔镌诒患訜岬谋砻嫔戏纸獬梢子诒怀槌臍怏w :氫、氧、一氧化碳、碳酸氣和固體碳等。 它的陰極是由 ,其上繞 ,器壁作為陽極并通冷卻水。112216。器壁最好用水冷卻 ,以增加聚合物的吸附作用 ,吸附作用隨溫度降低而增加 ,所以電極系統(tǒng)也要采用水冷。111l 離子捕集器 離子捕集器有外加磁場(chǎng)和無外加磁場(chǎng)兩種結(jié)構(gòu)216。 典型鈦升華阱的結(jié)構(gòu)型式如圖 50所示 ,其捕集氣體的原理是利用低溫冷凝和新鮮鈦鉬膜的吸附性能。 在擴(kuò)散泵和真空室之間的管路上加裝鈦升華阱,除能進(jìn)一步捕集返流的油蒸氣分子及其裂解物外 ,還能捕集氫氣 ,因此 ,裝有鈦升華阱的超高真空系統(tǒng) ,能獲得 1011～ 1012 Pa的極限壓力。 液氮冷卻的冷凝捕集器能有效捕集泵液蒸氣，但仍會(huì)有少量油分子穿過冷阱，另外，油裂解產(chǎn)生大量氫氣也不能被液氮冷阱捕集，這是限制擴(kuò)散泵系統(tǒng)獲得更高真空的一個(gè)主要因素。 再者 ,重復(fù)再激活分子篩會(huì)使它的吸附能力下降 ,當(dāng)烘烤溫度高于 350℃, 長(zhǎng)時(shí)間的烘烤將引起吸附能力的迅速退化。 在使用前應(yīng)對(duì)分子篩進(jìn)行預(yù)處理 ,如在真空中進(jìn)行烘烤 ,除去水份。因此，在使用中應(yīng)避免分子篩吸附阱經(jīng)常暴露于大氣中 ,否則，幾小時(shí)內(nèi)分子篩就能吸收超過 2%的水份。107l 利用分子篩作為吸附阱吸附劑時(shí) ,應(yīng)注意：216。其特點(diǎn)是 :分子篩烘烤激活是用放在中心的管狀加熱器 ,被吸附的蒸氣從接管排出 ,這樣不必移出分子篩 ,結(jié)構(gòu)又簡(jiǎn)單操作也方便 ,這樣的吸附阱最高可捕集返流油蒸氣的 %。104圖 47是一種活性氧化鋁吸附阱 ,其中放置 3～ 10mm的球狀吸附劑 ,擋油效率可達(dá) 99%,主要用于前級(jí)管道。103l 常用的吸附劑有 :分子篩 (沸石 ),活性碳 ,硅膠,Al2O3,P2O5等。 若設(shè)空間水蒸汽和汞蒸氣的溫度為室溫 ,即293K,冷阱冷凝表面的溫度為液氮溫度 ,77K,則冷阱對(duì)水蒸汽和汞蒸氣的抽速分別為 SH2O=147A m3/s SHg=44A m3/s102 吸附捕集器l 吸附捕集器是利用某些物質(zhì)具有吸附性能 (物理吸附和化學(xué)吸附 )的原理來捕集可凝性蒸氣的一種捕集器 ,常稱吸附阱。 冷阱的實(shí)際抽速還受蒸氣分子凝結(jié)系數(shù)的影響 ,實(shí)際抽速總是小于理論抽速。216。101l 冷阱的抽速216。100玻璃冷阱采用杜瓦瓶的形式 ,分為兩層或多層 ,兩層之間抽成高真空 ,以降低熱傳導(dǎo)損失。98圖 44是一種復(fù)合式冷阱。96圖 42是一種常見多用的冷凝捕集器。94圖 40的結(jié)構(gòu)具有較大流導(dǎo) ,可防止蒸氣分子向上蠕動(dòng)。92l 冷阱的典型結(jié)構(gòu) 金屬冷阱中 ,盛裝冷劑的容器一般用不銹鋼制成 ,在其壁上焊上若干捕集片 ,以增大低溫壁板的表面積和阻擋蒸氣分子進(jìn)入真空室的作用。p 清洗拆裝方便。p 有盡可能大的流導(dǎo) 。 冷阱的設(shè)計(jì)原則為p 冷凝部位應(yīng)具有較大的冷凝面積 。常用冷劑的制冷溫度見表 5。在使用過程中 ,由于冷劑的損耗而使冷劑液面不斷下降 ,露出無冷劑接觸的壁面 ,這些表面的溫度回升 ,使已被冷凝的蒸氣重新蒸發(fā) ,所以要設(shè)法使冷劑的液面盡量處于恒定位置。216。 冷阱能有效收集返流蒸氣和部分裂解物，且能抽除來自真空室的可凝性蒸氣。 冷阱被廣泛應(yīng)用于高真空和超高真空系統(tǒng)中 ,安裝在主泵入口和真空室之間的管路上。 冷凝捕集器又稱冷阱 ,是利用低溫冷壁來捕集可凝性蒸氣的一種低溫冷凝捕集器。典型的幾種機(jī)械捕集器結(jié)構(gòu) 如圖 35至圖 38所示。p 超高真空系統(tǒng)使用的障板應(yīng)能承受高溫烘烤。p 有盡可能大的流導(dǎo) 。86216。 此外 ,要求板壁材料有較好的導(dǎo)熱性 ,盡可能保持較低的溫度。 因此 ,在設(shè)計(jì)光密性障板的時(shí)候 ,要求蒸氣分子在通過它的過程中 ,至少應(yīng)有一次以上使蒸氣分子與板壁碰撞。 機(jī)械捕集器主要靠機(jī)械阻擋的方法來降低油蒸氣的返油率 ,而高速熱運(yùn)動(dòng)的蒸氣分子經(jīng)三次碰壁后 ,其能量大大損耗。 84機(jī)械捕集器的型式如表 4。由于熱運(yùn)動(dòng) ,管壁吸留的分子又蒸發(fā) ,再在更靠近真空室的管壁上被吸留 ,然后再蒸發(fā) ……, 這樣逐步進(jìn)入真空室中。216。 機(jī)械捕集器又稱擋板、障板、機(jī)械阱。(b)、(c)、 (d)、 (e)等表示加擋油帽及水冷套等措施后的返油量 ,數(shù)值愈小 ,擋油效果愈好。80l 圖 33是擋油帽的一種經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) ,實(shí)踐表明 ,這種擋油帽的擋油效果較好 ,且對(duì)泵的抽速?zèng)]有太大的影響。79l 擋油帽的設(shè)計(jì)方法如圖 31所示 :先劃出導(dǎo)流管和噴咀外沿的連結(jié)線 AB,
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