漏孔、漏率及其表征单位和气流特性

2008-09-23 真空技术网 真空技术培训讲座

漏孔、漏率及其单位

    真空技术中所指的漏孔,由于尺寸微小、形状复杂、形式多样(如图1所示),无法用几何尺寸表示其大小。所以一般用等效流导或漏气速率(简称为漏率)表示漏孔的大小。

各种漏孔的形式

图1:各种漏孔的形式

    用漏率表示漏孔大小时,如果不加特殊说明,则是指在漏孔入口压力为1.01×105Pa,出口压力低于1.33×103Pa,温度为296士3K的标准条件下,单位时间内流过漏孔的露点温度低于248K的空气的气体量。

    漏率的单位是帕斯卡×立方米/秒,记为Pam3/s。为了方便,有时用帕斯卡×升/秒,记为PaL/s。

最大容许漏率

    真空系统漏气是绝对的,不漏气是相对的在真空检漏技术中所指的“漏”是和最大容许漏率的概念联系在一起的。

    对于动态真空系统,只要其平衡压力能够达到所要求的真空度,这时即使存在着漏孔,也可以认为该系统的漏率是容许的,该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。动态真空系统的最大容许漏率qLmax应满足


    qLmax≤1/10PwS        (1)
    式中Pw----系统工作压力    S----系统的有效抽速


    对于静态真空系统,要求在一定时间内,其压力维持在容许的压力以下,这时即使存在着漏孔,同样叮以认为该系统的漏率是容许的,该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。如果要求在时间t内,容积为V的系统的压力由p升至pt,则其最大容许漏率qLmax应满足

    qLmax≤(pt-p)V/t        (2)

    各种真空设备的最大容许漏率可参考表1确定。

各种真空设备最大容许总漏率

表1:各种真空设备最大容许总漏率

漏孔的气流特性

    气体流经漏孔的过程是很复杂的,可能包含有粘滞流、过渡流及分子流三种流动状态。主导流动状态与漏孔的几何尺寸、气体的种类、漏孔两端的压力及环境温度有关。设环境温度T=296K,入口压力p2=1.01×105Pa,出口压力p1《p2,漏孔长L,直径d的均匀圆截面导管型漏孔,其对空气的漏率及可视流动状态见表2。

理想圆管对空气的漏率及流动状态

表2:理想圆管对空气的漏率及流动状态