真空度是指處于真空狀態(tài)下的氣體稀薄程度。若所測設(shè)備內(nèi)的壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng),其壓力測量需要真空表。從真空表所讀得的數(shù)值稱真空度。真空度數(shù)值是表示出系統(tǒng)壓強(qiáng)實(shí)際數(shù)值低于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值,即:真空度=大氣壓強(qiáng)-絕對(duì)壓強(qiáng),絕對(duì)壓強(qiáng)=大氣壓+表壓(-真空度)。
真空度的概念及其表述方法所謂真空度應(yīng)該是描述一個(gè)抽空容器中達(dá)到真空程度的量度,而真空在理論上是指抽空容器中氣體分子密度低于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下密度的狀態(tài)。從這個(gè)意義上講,氣體分子密度越稀薄,真空度就越高。
但是氣體分子密度這個(gè)物理量不好測、所以人們根據(jù)氣體分子密度與壓強(qiáng)P滿足方程P=nkT的原理:在溫度不變時(shí),與P成正比。于是就以壓強(qiáng)來表述真空度,其單位也就是壓強(qiáng)單位。抽空容器中壓強(qiáng)高,則氣體密度大,真空度就低;反之,壓強(qiáng)低則真空度高。
在被抽空容器中的氣體分子密度為零(即被抽空得一個(gè)氣體分子也不存在的理想狀態(tài))時(shí),就是真空度最高的極限。這時(shí)其壓強(qiáng)低到零,稱為絕對(duì)零壓:這就產(chǎn)生了真空度標(biāo)定的一個(gè)基本參照點(diǎn)。
真空度的標(biāo)定真空度的標(biāo)定實(shí)際上也和溫標(biāo)的標(biāo)定一樣,存在一個(gè)定標(biāo)原則,那就是:
首先要確定測空物質(zhì),是利用U型水銀柱,還是利用彈性元件,或者其他具有測空屬性的物質(zhì)。其次就是要確定所選物質(zhì)某一屬性真空度的函數(shù)關(guān)系。例如U型水銀柱高度差與真空度的函數(shù)關(guān)系,彈性元件的彈性與真空度的函數(shù)關(guān)系。再有就是要規(guī)定定標(biāo)方法和確定參照點(diǎn),即零點(diǎn)。
目前確定零點(diǎn)的方法有兩種:
第一種是以絕對(duì)零壓作為真空度的基本參照點(diǎn),稱之為絕對(duì)零壓法。
其壓強(qiáng)越接近絕對(duì)零壓,真空度越高,選樣標(biāo)定的真空度總是一個(gè)正數(shù),其讀數(shù)越小,真空度就越高。因?yàn)橐衙荛]的容器抽到一個(gè)氣體分于也不存在的絕對(duì)零壓實(shí)際上做不到,所以在測量上絕對(duì)零壓不可達(dá)到?,F(xiàn)代真空技術(shù),最高的真空度電只能達(dá)到10-17托的極高真空水平。這也和熱力學(xué)溫標(biāo)以絕對(duì)零度作為基準(zhǔn)點(diǎn)一樣,絕對(duì)零壓法確定真空度更具有科學(xué)性,測空范圍更廣。
第二種是經(jīng)驗(yàn)真空度確定法(簡稱經(jīng)驗(yàn)涮空法)。
由于一些真空儀表測真空時(shí)是處于大氣壓的環(huán)境中,時(shí)常受大氣壓強(qiáng)的局限;又因?yàn)槿藗兩钤诖髿鈮鹤饔玫目臻g,感官上也習(xí)慣于以大氣壓作為參照點(diǎn)來度量真空。因此傳統(tǒng)的測真空方法中就有以當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)作為真空零點(diǎn)的方法。這時(shí)的真空度就以負(fù)壓來表示;負(fù)得越多,其讀數(shù)絕對(duì)值越太,真空度就越高。市場上通用的彈簧管式真空表大多都以大氣壓強(qiáng)作為零點(diǎn),所以這種表的真空度都是以負(fù)值表示。
真空度的單位國際真空行業(yè)通用的“真空度”,也是最科學(xué)的是用絕對(duì)壓力標(biāo)識(shí);指得是“極限真空、絕對(duì)真空度、絕對(duì)壓力”,但“相對(duì)真空度”(相對(duì)壓力、真空表表壓、負(fù)壓)由于測量的方法簡便、測量儀器非常普遍、容易買到且價(jià)格便宜,因此也有廣泛應(yīng)用。理論上二者是可以相互換算的,兩者換算方法如下:
相對(duì)真空度=絕對(duì)真空度(絕對(duì)壓力)-測量地點(diǎn)的氣壓
例如:有一款微型真空泵的絕對(duì)壓力為80KPa,則它的相對(duì)真空度約為80-100=-20Kpa,(測量地點(diǎn)的氣壓假設(shè)為100KPa)在普通真空表上就該顯示為-0.02MPa。
常用的真空度單位有Pa、Kpa、Mpa、大氣壓、公斤(Kgf/cm2)、mmHg、mbar、bar、PSI等。近似換算關(guān)系如下:
1MPa=1000KPa
1KPa=1000Pa
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=100KPa=0.1MPa(近似值,在要求不高的場合近似計(jì)算,用于粗略計(jì)算)
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1公斤(Kg/cm2)(近似值,用于粗略計(jì)算)=760mmHg
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=14.5PSI(近似值,用于粗略計(jì)算)
1KPa=10mbar
1bar=1000mbar
真空這一術(shù)語是物理學(xué)家在很久以前定義的,但是工程師們將真空度分為以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn):
在技術(shù)應(yīng)用中,對(duì)真空估算和測定非常重要。當(dāng)測定真空時(shí),對(duì)真空的不同定義和計(jì)量單位必須考慮。
1、超高真空:壓力范圍小于10-7mbar
應(yīng)用:金屬以微粒狀態(tài)散射,氣相淀積和電子束熔煉,可控?zé)岷司圩冄芯?,大型同步質(zhì)子加速器等。
2、高真空:壓力范圍為10-7mbar~10-3mbar
應(yīng)用:稀有金屬及超純金屬的真空熔煉和電子管生產(chǎn),真空鍍膜,離子注入等。
3、中高真空:壓力范圍為10-3mbar~1mbar
應(yīng)用:鋼水真空脫氣,白熾燈的生產(chǎn)制造,食品的冷凍干燥,合成樹脂的烘干等。
4、低真空:壓力范圍從1mbar到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
實(shí)際上,低真空常以相對(duì)值定義,即真空相對(duì)于大氣壓力來定義。因此,其數(shù)值通常為負(fù)數(shù),因?yàn)榇髿鈮毫κ且粋€(gè)基準(zhǔn)值,設(shè)定為0。
應(yīng)用:搬運(yùn)技術(shù)。工程上,低真空的范圍常以百分?jǐn)?shù)來表示,也就是真空在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的比例。在低真空范圍內(nèi),工件材料的性質(zhì)在真空搬運(yùn)中起著十分重要的作用。
氣密性的表面材料(例如金屬,塑料)通常在60%~80%的真空中搬運(yùn)。
對(duì)于透氣的材料(例如紙板,模壓膠合板)所能達(dá)到的真空必須通過實(shí)驗(yàn)來確定,方能作為進(jìn)一步計(jì)算的基礎(chǔ)。搬運(yùn)這種材料所需的真空通常為20%至40%。
5、粗真空
應(yīng)用在真空醫(yī)療器械、真空成型、真空過濾、真空浸漬等場合。
在科學(xué)應(yīng)用中,尤其在中高真空范圍內(nèi),真空常以絕對(duì)值定義,因此其數(shù)值通常為正數(shù)。
2018-06-22 10:47:02 762 http://www.yiqi.com/citiao/detail_790.html 熱門標(biāo)簽: