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)的壓強低于大氣壓強,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)壓強實際數(shù)值低于大氣壓強的數(shù)值,即:真空度=大氣壓強-絕對壓強,絕對壓強=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)該是描述一個抽空容器中達到真空程度的量度,而真空在理論上是指抽空容器中氣體分子密度低于一個標準大氣壓下密度的狀態(tài)。從這個意義上講,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物理量不好測、所以人們根據(jù)氣體分子密度與壓強P滿足方程P=nkT的原理:在溫度不變時,與P成正比。于是就以壓強來表述真空度,其單位也就是壓強單位。抽空容器中壓強高,則氣體密度大,真空度就低;反之,壓強低則真空度高。
在被抽空容器中的氣體分子密度為零(即被抽空得一個氣體分子也不存在的理想狀態(tài))時,就是真空度最高的極限。這時其壓強低到零,稱為絕對零壓:這就產(chǎn)生了真空度標定的一個基本參照點。
真空度的標定真空度的標定實際上也和溫標的標定一樣,存在一個定標原則,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)定定標方法和確定參照點,即零點。
目前確定零點的方法有兩種:
第一種是以絕對零壓作為真空度的基本參照點,稱之為絕對零壓法。
其壓強越接近絕對零壓,真空度越高,選樣標定的真空度總是一個正數(shù),其讀數(shù)越小,真空度就越高。因為要把密閉的容器抽到一個氣體分于也不存在的絕對零壓實際上做不到,所以在測量上絕對零壓不可達到?,F(xiàn)代真空技術(shù),最高的真空度電只能達到10-17托的極高真空水平。這也和熱力學溫標以絕對零度作為基準點一樣,絕對零壓法確定真空度更具有科學性,測空范圍更廣。
第二種是經(jīng)驗真空度確定法(簡稱經(jīng)驗涮空法)。
由于一些真空儀表測真空時是處于大氣壓的環(huán)境中,時常受大氣壓強的局限;又因為人們生活在大氣壓作用的空間,感官上也習慣于以大氣壓作為參照點來度量真空。因此傳統(tǒng)的測真空方法中就有以當?shù)卮髿鈮簭娮鳛檎婵樟泓c的方法。這時的真空度就以負壓來表示;負得越多,其讀數(shù)絕對值越太,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作為零點,所以這種表的真空度都是以負值表示。
真空度的單位國際真空行業(yè)通用的“真空度”,也是最科學的是用絕對壓力標識;指得是“極限真空、絕對真空度、絕對壓力”,但“相對真空度”(相對壓力、真空表表壓、負壓)由于測量的方法簡便、測量儀器非常普遍、容易買到且價格便宜,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:
相對真空度=絕對真空度(絕對壓力)-測量地點的氣壓
例如:有一款微型真空泵的絕對壓力為80KPa,則它的相對真空度約為80-100=-20Kpa,(測量地點的氣壓假設(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標準大氣壓=100KPa=0.1MPa(近似值,在要求不高的場合近似計算,用于粗略計算)
1標準大氣壓=1公斤(Kg/cm2)(近似值,用于粗略計算)=760mmHg
1標準大氣壓=14.5PSI(近似值,用于粗略計算)
1KPa=10mbar
1bar=1000mbar
真空這一術(shù)語是物理學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標準:
在技術(shù)應(yīng)用中,對真空估算和測定非常重要。當測定真空時,對真空的不同定義和計量單位必須考慮。
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,可控熱核聚變研究,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到一個標準大氣壓
實際上,低真空常以相對值定義,即真空相對于大氣壓力來定義。因此,其數(shù)值通常為負數(shù),因為大氣壓力是一個基準值,設(shè)定為0。
應(yīng)用:搬運技術(shù)。工程上,低真空的范圍常以百分數(shù)來表示,也就是真空在一個標準大氣壓下的比例。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。
對于透氣的材料(例如紙板,模壓膠合板)所能達到的真空必須通過實驗來確定,方能作為進一步計算的基礎(chǔ)。搬運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。
在科學應(yīng)用中,尤其在中高真空范圍內(nèi),真空常以絕對值定義,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 熱門標簽: