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1、经作者授权 版权所有归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空工程 理论基础 东北大学第八期 真空技术 培训班讲义之二 2011 5 13 2011 5 23 主讲人 东北大学 张世伟 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 o之一 真空技术的历史 现在与将来 o之二 真空工程理论基础 o之三 科技论文的检索 撰写与发表 o之四 清洁真空获得技术 o之五 真空系统设计 o之六
2、真空系统设计辅助软件的使用 o之七 真空测量 o之八 真空装置与系统的检漏 o之九 大型真空装置的监测与故障诊断 o之十 专家座谈 o之十一 真空获得技术 o之十二 现代表面与薄膜技术 o之十三 真空材料与真空卫生 o之十四 真空技术应用及计算实例 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空工程理论基础 讲授提纲 o真空的基本概念 o真空区域的划分 o真空的性质与应用 o真空中的气体流动 o蒸汽在真空中的性质 o真空中的电现象 o气体的宏观性质 o气体的微观性质 o结束 经作
3、者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的基本概念 o真空的定义 o自然真空与人为真空 o真空技术的历史回顾 o真空技术的应用领域 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空区域的划分 o划分真空区域的必要性 o真空区域的划分原则 真空物理性质 真空获得技术 真空测量技术 真空应用技术 o真空区域划分标准 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作
4、者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空区域的划分 o划分真空区域的必要性 真空度的范围 10 5 10 14 Pa 19个数量级 相当于 1 光年 1 mm o划分 低真空 o 中真空 高真空 超高真空 极高真空 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空区域的划分 o真空区域的划分原则 真空的物理性质 o低真空 力学性质 o中真空 液体沸点降低 气体放电 o高真空 绝热 绝缘 无氧化 o超高真空 获得清洁
5、表面 o极高真空 宇航 物理研究 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空区域的划分 o真空区域的划分原则 真空获得技术 o低真空 旋片泵 水环泵 滑阀泵 o中真空 罗茨泵 油增压泵 o高真空 扩散泵 分子泵 o超高真空 离子泵 升华泵 低温泵 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空区域的划分 o真空区域的划分原则 真空测量技术 o低真空 液位式真空计
6、 指针式真空表 o中真空 热偶计 电阻计 薄膜规 o高真空 热阴极电离计 冷阴极电离计 o超高真空 B A规 o极高真空 调制规 弯注规 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空区域的划分 o真空区域的划分原则 真空应用技术 o真空应用设备中 用户自己定义 不规范 前级泵 低真空 次级泵 高真空 o如 感应炉 油增压泵 高 滑阀泵 低 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义
7、 或用于商业用途 真空区域的划分 o真空区域划分标准 GB T3163 2007 o低真空 LV 10 5 102 Pa o中真空 MV 10 2 10 1 Pa o高真空 HV 10 1 10 5 Pa o超高真空 UHV 10 5 10 9 Pa o极高真空 VHV 10 9 10 14 Pa 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o力学性质 o沸点降低与蒸发加强 o绝热 绝缘与隔音作用 o清洁环境与表面 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心
8、与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o真空的力学性质 o真空与大气之间存在压力差约为 1kgf cm2 o真空力学性质特点 无处不在 而且均 匀恒定 可以作为良好的动力来源 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o真空力学性质的应用 1 o 真空的吸着 夹持 搬运 提升 o方式 使用吸头 吸盘 o特点 结构简单 使用方便 夹持可靠 o历史回顾 1651年 马德堡半球实
9、验 o使用实例 胶印机吸纸 平板玻璃浮法生产线及 手工搬运 轧钢厂钢板的翻板机 电视机显象管 生产线 电子元件 炮弹的搬运等等 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o真空力学性质的应用 2 o 气流携带方式的动力输送 o原理 利用二相流 o特点 被输送物不与动力机构接触 不受破坏 适合于将各个分散物向集中地输送 气压输送恰 好相反 o使用实例 吸尘器 伦敦的邮政信件传递 粮食 冶金配料等颗粒物料的输运 等等 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心
10、与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o真空力学性质的应用 3 o 气压推进方式的动力输送 o用于液体传送 o特点 被输送液体不污染动力机构 适用于腐蚀 粘稠液体的输送 o使用实例 真空排污车 医疗中用的真空吸痰器 手术刀吸血 真空铸造 成型 吸塑 化工溶 液输送 真空过滤等 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o沸点降低与蒸发加强 o在真空中 物质的性质发生变化 液
11、体沸点降低 蒸发升华加强 o液面上方大气压等于饱和蒸汽压时液体沸腾 同 时飞出液面的分子易于扩散 o如 青藏高原大气压力为380Toor 水的沸点为 80 铝在一个标准大气压时要2400 时才能 蒸发 在 10 3 Pa 只要847 就大量蒸发 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o沸点降低与蒸发加强的应用 1 o 脱水与干燥 o在真空环境下 使干燥过程加快 o主要用途 干燥粮食 纺织业的纤维干燥 印染 的真空去碱 造纸工业中的纸张脱水 水泥预制 件的快速
12、干燥 化工行业的真空蒸馏 分馏 浓 缩等 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o沸点降低与蒸发加强的应用 2 o 真空冷冻干燥 o原理 在低温低压环境下 将固体中含有的水分 以固体的形式升华除去 从而可以保持固体原有 的许多特性 o应用实例 医学上的血浆存储 组织工程 食 品 药品 保健品工业中的保鲜干燥处理等 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用
13、于商业用途 真空的性质与应用 o沸点降低与蒸发加强的应用 3 o 真空浸渍 o电力行业中的真空浸渍 电动机 变压器 电容 器 同等功率时电压越高 电流越小 为了节省 材料 需要提高绝缘等级 即 脱水 脱气 充 填满绝缘油等 o工艺 先抽空 脱水 脱气 再高压充油 漆 o浸渍技术的新应用 人造大理石的变色 木材改 造 耐火砖浸沥青 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空的性质与应用 o绝热 绝缘与隔音作用 o热量的传递方式 辐射 对流和热传导 o抽真空的作用 去掉对流和气体
14、热传导 加辐射屏的作 用 降低辐射 最终达到绝热的目的 o绝热应用实例 暖水瓶 不锈钢保温壶 低温容器 杜 瓦瓶 液氧槽车 超导技术中需要低温环境 离不开 真空 o电绝缘 真空环境下无导电载体 因而起到绝缘的效果 应用实例 真空开关 无电弧 o隔音 无气体传递声音 应用实例 真空玻璃 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空中气体的流动 o气体流动的原因 o气体流动的状态 特征与判别 粘滞流 过渡流 分子流 o气体流动的几个概念 o真空技术基本方程 经作者授权 版权归东北大
15、学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空中气体的流动 o气体流动的原因 o当真空管道两端存在着压力差时 气体就 会自动的从高压处向低压处扩散 便形成 了气体流动 o真空中的气体流动是气体自发扩散的结果 o任何真空系统都是由气源 系统构件及抽 气装置组成的 气体从气源经过系统的构 件向抽气口源源不断的流动 是动态真空 系统的普遍特点 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空中气体
16、的流动 o气体流动的状态与原因 o湍 流 压力驱动 o粘滞流 压力驱动 o过渡流 混合原因 o分子流 自由扩散 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空中气体的流动 o气体流动的状态与特征 o湍 流 o粘滞流 o过渡流 o分子流 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空中气体的流动 o气体流动状态的判别 判据 o雷诺数 o湍 流 o粘滞流 层流 o克努曾数 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空中气体的流动 o气体流动状态的判别 o粘滞流 o过渡流 o分子流 经作者授权 版权归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有 未经本中心及原著者 同意 任何人或任何单位不得私自拷贝 刻录 传播 转载本讲义 或用于商业用途 真空中气体
