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1、真空低温技术与设备 第一章概念：真空物理学上的“真空”是指没有或者不计气体分子和原子存在的物理空间，仅存在各种能量粒子的场空间；另一种是应用物理与技术所讨论的“真空”低于一个大气压力的稀薄气体的空间状态。二：填空：1：真空分为自然真空和人造真空。2：现代排气方法获得的最低压力.只能达到10 -12 10-13Pa。3：真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。1958 年，第一界国际技术会议曾建议采用“托” (Torr)作为测量真空度的单 位。国际单位制(SI)中规定压力的单位为帕(Pa)。我国采用SI规定。1 Torr =133 Pa。4 我国真空区域划分为：粗真空、低真空、高真空
2、、超高真空和极 咼真空。5：风箱是最早真空获得和应用的实例。 第二章1真空技术主要包括真空的获得、真空测量 和 残余气体的分析三 个部分2真空泵按工作原理可分为气体传输泵与气体捕集泵。3在真空获得与测量试验中，使用机械泵作为前级泵，有扩散泵作为 次级泵4在下列真空泵当中，抽真空能力最强，极限压力最小的是（A）A低温泵 B罗茨泵 C扩散泵 D水环泵5.在真空获得与测量试验中，测量真空度的真空计主要有两种类型, 分别是热电偶真空计和热阴极电离真空计。请问在试验当中，可否将 两者的位置互换？并说明理由。不可以，在热偶真空计中，在恒定的电流下，加热丝的温度高低 取决于玻璃売内的气体压强（即真空度），真
3、空度越大，压强越大， 气体传导热量越多，加热丝的温度越低，毫伏表测量出的热电动势越 小；相反，真空度越小压强越小，气体越稀薄，气体传导热量越少， 加热丝的温度升得越高，毫伏表测量出的热电动势越大，所以热电偶 真空计测量范围一般为为1010-lPa,若用来测量高真空，则灯丝 会因为电流过大烧毁。而在电离真空计中，对于热阴极电离真空计， 板极电流的大小取决于电子在阴极和栅极之间碰撞分子使其电离的 数目，该数目正比于气体的浓度即气体的压强，所以，板流与气体的 压强成正比，普通电离真空计的测量范围是10-110-6Pa，若用来 测量低真空，则易损坏。如果互换两者位置，则电流会很大烧毁真空 计。 第三章
4、1）实际气体的范德瓦尔斯方程：（P+a/VJ （v-b） =RT式中，p是压力，V是容积，T是温度，R是摩尔气体常数，a,b 是范德瓦尔斯常数。2）请用热力学知识分析节流过程工程上，由于气体通过阀门时流速大，时间短，来不及宇宙外界进行热交换，可以近似作为绝热处理。绝热节流时，气体前后的焓值不变，所以处 i 叽=Ayipy ifYlp2v,时，肌尙，若仃灼一论）小于内位能的增加值，内动能仍下降,则温度仍然降 低；若（燃一尙大于内位能的增加值，内动能必然增加，则温度要上升;若（燃一码帶于内位 能的增加值,则温度不变。综上，节流过程的物理实质是节流中的能量转化问题。节流制冷的物理实质是节流中气 体内
5、动能降低的结果D3）简述单级压缩制冷系统的工作原理单机压缩制冷基本循环图工作时，压缩机将蒸发器內所产生的低压低温制冷剂蒸气体吸入压缩 机气缸内，经压缩，压力升高（温度也升高）的稍大于冷凝器内的压 力时，将高温高压制冷蒸汽排至冷凝器。压缩机起着压缩和传送制冷 蒸汽的作用。在冷凝器内，温度和压力较高的制冷蒸汽与温度较低的 冷却水（或空气）进行热交换而冷凝为液体。液体再经过调节阀降压 和降温后进入蒸发器，在蒸发器內，被冷却物被液体制冷剂冷却，而 液体汽化所产生的制冷剂蒸气又被压缩机吸走。因此，制冷剂在系统 中经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，完成一个循环。4）填写出单机压缩制冷系统的主要部件的功能
6、或者由功能填写出部 件名称。（1）压缩机：讲制冷剂蒸气绝热压缩使其压力提高到冷凝压力（2）油分离器：讲高压气体所携带的润滑油分离（3）冷凝器：将制冷剂等压冷凝为液体（低温）（4）干燥过滤器:防止热力膨胀阀狭小断面处产生“冰塞”将液体 中的水分和杂志除去，在封闭压缩机中也不因制冷器混有水分而造成 电机烧毁。（5）电磁阀:控制液体管路的启闭（6）气液热交换器:提高制冷剂蒸气的过热度和控制制冷剂液体的 过冷度（7）热力膨胀阀:自助调节进入蒸发器的液体制冷脊量并使制冷剂 节降压，有冷凝压力为蒸发压力。（8）分液头:保证进入冷凝器各散热管的气液分配均匀，防止热交 换效果不佳问题的发生（9）蒸发器：使制冷
7、剂吸热汽化，带走被冷却物中的热量（10）高低压力继电器:保证制冷系统运行时高压压力不至于过高, 低压压力不至于过低。（11）冷凝器和蒸发器实质上都是换热器。第八章（1）低温容器的种类：1普通绝热结构的容器2高真空绝热容器，3真空粉末绝热及真空纤维绝热容器4真空多层绝热容器以及液氢或转导屏的容器（2）绝热材料的热导率的影响因素：温度影响 、压力的影响、密度的影响、含湿量的影响、环境气 体的影响（3）四种真空绝热的结构特点:、高真空绝热、真空多孔绝热、真空 多层绝热、真空空心玻璃微球绝热（4） 绝热结构的绝热性能可用于其有效热导率来评定, 它的数值 越小则绝热性能越好绝热材料按其材质可分为有机质材
8、料和矿物质材料两类。绝热材料按其组织结构可分为泡沫状材料、粉末状材料、纤维状材料。（5）真空玻璃的构造：是将四周封接的两块平板玻璃间的空隙抽成真空，真空度要达到并保持在 O.lPa 以下，以达到保温，隔热的 目的。第九章一、选择题1低温冷凝泵不可以使（D ）气体成固态；A氧气B氢气C氮气D氦气3不考虑外界条件，当室温高压气体充入一个储有室温或低温的气体容器时，容器压力升高，温度（A）；A升高B不变C降低D不确定4下列不属于单级GM机的是（D）；A回热器B换热器C膨胀机D滑阀导轨二、填空题低温泵按工作原理可分为（低温冷凝泵）和（低温吸附泵）。低温板温度的选择主要考虑（被抽气体的成分）、（要求的极
9、限真空）、（经济成本）三个方面。气体的热传导与压强成（正）比，当压强低于GO -2Pa）,对空气的热传导可以忽略不计。三、名词解释低温泵：利用低温（低于100K ）表面冷凝和吸附气体来获得和保持 真空的装置。（p280）压缩机损失：指压缩机实际耗功和理论可逆绝热压缩所需要功的差值 （p301）。四、简答题1、低温泵的抽气原理：当气体粒子入射到温度足够低的低温面上时，它们会丧失相当多的动 能，以致在一定的条件下，通过凝聚，低温吸附，低温捕集或吸气而 粘附于表面，使空间的气体分子数越来越少，实现了抽气作用。2、低温泵的特点低温泵有非常大的抽速，其比抽速可达11.6L/scm2 ,这样大的抽速 比其它类型泵都高。而且只有用低温泵才能经济地达到大于 1 X 105L/s的大抽速。低温冷凝泵的极限真空度高，可达10-13Pa的极限 真空。低温冷凝泵能使除氦以外的气体冷凝成固态，有效地抽除水蒸 汽和油蒸汽，获得清洁的真空。作为大容量的排气系统，占地面积少， 电力消 耗少（与扩散泵比）有极大的灵活性，可以做成插入式，用 于无法布置其它类型泵的场合。低温泵的主要缺点是需要冷剂或制冷 机，在缺乏冷剂或制冷机的地方无法使用。
