真空管道的流导相关计算

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)实用真空技术 作者:郭方准

  真空管道中有流体流过时,流体流动的容易度被称为流导率,也称流导。设真空管道两端的压强分别为p1、p2,C代表流导(图1),则流量可表示为

Q=CΔp

真空管道的流导示意图

图1 真空管道的流导示意图

  真空系统中,气体的流动大体可分为黏性流和分子流。当气体分子的平均自由程比管的内径充分小时,分子间的碰撞是主要现象,黏性流起支配作用。黏性流的流导,以圆管为例可表示为

C=(πa4p/8η)/L

  式中 p———导管的平均压强(=(p1+p2)/2);

  η———黏度。

  当气体分子的平均自由程比管的内径大时,气体分子和管内壁的碰撞是主要现象,即分子流起支配作用。分子流的流导可表示为

C=(2πa3v/3)/L

  式中 v———气体分子的平均速度。

  两个流导分别是C1 和C2 的管并联时(图2),真空管道中气体流量分别是Q1、Q2,根据流量定义

Q1=C1(p1-p2)

Q2=C2(p1-p2)

并联管道的流导示意图

图2 并联管道的流导示意图

  全流量为

Q=Q1+Q2=(C1+C2)(p1-p2)

  因此合成流导为

C=C1+C2

  一般并列连接的真空管道,合成流导为

C=C1 +C2 +C3 +… = ∑Ci

  两个流导分别为C1 和C2 的真空管道串联时(图3),因不同真空管道中气体流量相等,根据定义

Q=C1(p1-px),Q=C2(px-p2)

  px 为真空管道连接处的压强。

串联真空管道的流导示意图

图3 串联真空管道的流导示意图

  消去px 可得

Q=(1/C1+1/C2)-1(p1-p2)

  因此合成流导为

C=(1/C1+1/C2)-1

  对串联形式,流导的一般式可表示为

1/C=1/C1+1/C2+1/C3+… = ∑1/Ci

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