一、真空技术知识1.1真空区域的划分真空是指气体压力低于一个标准大气压（101325Pa）的气体状态。在真空状态中，真空度越高，气体状态越稀薄，气体分子的物理特性就逐渐发生变化，因此把气体分子数的量变直到引起真空性质的质变的过程，作为划分真空区域的依据，是比较合适的。根据我国所制订的国标GB3163的规定，真空区域大致划分如下：低真空区域105~102Pa（760~1托）中真空区域102~10-1Pa（1~10-3托）高真空区域10-1~10-5Pa（10-3~10-7托）超高真空区域10-5～10-12Pa（10-7～10－10托）超高真空区域基本上是符合实际的。现就有关问题分述如下：1.2.1气体定律气体的压力p(Pa)、体积V（m3）、温度T（K）和质量m（kg）等状态参量间的关系，服从下述气体实验定律：1.波义耳—马略特定律：一定质量的气体，当温度维持不变时，气体的压力和体积的乘积为常数。即：pV=常数2.盖·吕萨克定律：一定质量的气体，当压力维持不变时，气体的体积与其绝对温度成正比，即：常数TV3.查理定律：一定质量的气体，当体积维持不变时，气体的压力与其绝对温度成正比，即：上述三个公式习惯上称为气体三定律。具体应用方式常为针对由一个恒值过程连结的两个气体状态，已知3个参数而求第4个参数。例如：初始压力和体积为P1、V1的气体，经等温膨胀后体积变为V2，则由波义耳—马略特定律，即可求出膨胀后的气体压力为P2=P1V1/V2。这正是各种容积式真空泵最基本的抽气原理。4.道尔顿定律：相互不起化学作用的混合气体的总压力等于各种气体分压力之和，即：P=P1+P2+……Pn这里所说的混合气体中某一组分气体的分压力，是指这种气体单独存在时所能产生的压力。道尔顿定律表明了各组分气体压力的相互独立和可线性叠加的性质。5.阿佛加德罗定律：等体积的任何种类气体，在同温度同压力下均有相同的分子数，或者说，在同温度同压力下，相同分子数目的不同种类气体占据相同的体积。人们把1mol任何气体的分子数目NA叫做阿佛加德罗数，NA=6.022×1023mol-1。在标准状态下（P0=1.01325×105Pa，T0=0℃），1mol任何气体的体积V0称为摩尔体?V0=2.24×10-2m3/mol常数TPRTpMVm根据上述气体定律，可得到反映四个气体状态参量P、V、T、m之间定量关系的理想气体状态方程：式中的M为气体的摩尔质量（kg/mol），R为普适气体常数，R=8.31J/(mol.K)。在已知p、V、T、m四参量中的任意三个量时，可由求出另外一个量的值。例如,气体的质量m=PVM/RT。一定质量的气体，由一个状态（参量值为P1、V1、T1）经过任意一个热力学过程（不必是恒值过程）变成另一状态（参量值为P2、V2、T2），根据状态方程，可得P1V1/T1=P2V2/T2对气体状态方程进行变换，可得气体密度ρ（kg/m3）为了考虑管道中流过的气体数量的多少，可以使用气体的质量流率qm(kg/s)，即单位时间内通过管道某一截面的气体质量。不过这两种流率不便于实际测量，因此工程中广泛使用的是单位时间内流过管道指定截面的气体体积，即体积流率qv(m3/s)。在气体压力为P的截面上，qv、qm的关系为如在200mbar，50oC下的空气，由流量计读出的体积流量为1000m3/h，则它的质量流量为216kg/h。体积流量转换为质量流量.docRTMmpVqRTpMqm1.3气体流动真空技术中，气体沿管道的流动状态可划分为如下几种基本形式：从大气压力下开始抽真空的初期，管道中气体压力和流速较高，气体的惯性力在流动中起主要作用，流动呈不稳定状态，流线无规则，并不时有旋涡出现，这种流动状态称为湍流（涡流，紊流）；随着流速和气压的降低，在低真空区域内，气流由湍流变成规则的层流流动，各部分具有不同速度的流动层，流线平行于管轴，气体的粘滞力