设计一套使用方便而又工作可靠的真空系统,选取主泵是个关键问题。选取主泵不能只  选泵及配泵  追求某一项指标,必须根据使用条件多方面综合考虑。真空系统选取主泵的主要依据如下  ①空载时真空室所需要达到的极限真空度  根据真空室所需要建立的极限真空确定主泵的类型,选取主泵的极限真空要比真空室的  极限真空高,通常高半个数量级到一个数量级  ②根据真空室进行工艺生产(或实验)时所需要的工作压力选主泵  这项要求比较重要,因此要求能够掌握主泵的最佳抽速的压力范围,各类真空泵工作压  力范围及最佳工作压力。真空室的工作压力一定要保证在主泵最佳抽速压力范围内,所需要  的主泵抽速由工艺生产中放出的气量、系统漏气量及所需要工作压力来确定。  计算主泵的有效抽速  根据真空室要求的工作压力Pg,真空室的总气体量Q,计算泵的有效抽速

Q(L/s)

(3-19)

式(319)中Q为真空室的总气体量(Pa·L/s)。Q通常由三部分组成,即

(3-20  Q=Q1+Q2+Q3  式中Q
真空室工作过程中产生的气体量;  Q2真空室及真空元件的放气量;  Q3真空室的总漏气量  (2)确定主泵的抽速  根据有效抽速S以及泵与真空室之间的连接管道的流导U确定主泵的抽速Sp。由流  串联公式有

SU

(3-20b)  或者
由式(3-20a)可见,为了增大有效抽速S必须增大流导U,为此连接管道要短而粗。管道  直径不能小于主泵人口直径,目前各种真空系统抽气管道的直径通常等于主泵入口直径(特殊  情况可大于抽气口的直径,如:由于管道上设置冷阱,为增大流导而使管道局部加粗)。  吃。在计算主泵有效抽速时,通常将按式(3-19)计算出的主泵的有效抽速S增大20%~  %或更大  这主要是不论是分子流、黏滞流的流导计算公式都是在假定气体流动理想状态下,按稳  定的条件推导出来的,与实际的情况有差别。为此,必须将计算出的有效抽速增大  根据抽气体种类、成分、温度以及气体含灰杂质情况选主泵,蒸汽流泵对不同种类气体  的理论抽速详见表36。

注:1.蒸气流泵或低温吸附泵、离子泵、涡轮分子泵等对不同种类的被抽气体具有不同的抽气速率,这是由于这些  气体要被抽除时,必须先通过气体分子扩散运动到达上述泵的抽气面(口),不同气体分子的平均速率不同,造成了泵的  抽速的差异,这个差异有时是很大的,在真空系统选取及配备主泵时,必须考虑这一因素,  2表中值是根据扩散泵抽速的理论公式得出的计算结果  式中S—扩散泵名义抽速,m3/s  被抽气体分子平均速率,m/s  —喷射蒸气分子的平均速率,u通常取400m/s;  A—喷气流的截面积  3.计算指出:蒸气流泵对相对分子质量小的气体抽速大,对相对分子质量大的气体抽速小,通常产品给出的抽速是  指对空气或N2的抽速。对低温泵、分子泵、离子泵、吸附泵等高真空、超高真空抽气泵而言,它们的抽速也与被抽气体  分子的平均速率有关。对氮气的抽速SN2比应为
根据真空室对油污染要求的不同,来选择有油、无油或半无油真空泵作主泵。  根据投资及日常维护运转的经济指标来选择。  (3)前级泵的配置及抽速确定  主泵选定之后,如何配置前级泵,需遵守的原则是  要求前级泵造成主泵工作所需的预真空条件  b.抽走主泵产生的最大气体量;  c.必须满足主泵进气口能工作的最大压力时所需的预抽时间要求。  不同的主泵其前级泵配置各异,分述如下  ①蒸气流泵前级配置此类泵包括油扩散泵、油扩散喷射泵以及增扩泵等。在主泵允许的  最大排气口压力下
及泵需将主泵产生的最大气体量及时抽走,即前级泵的有效抽速必须满足

(3-21)  So>  前级泵的有效抽速,L/s,先由S4来确定前级泵的抽速,然后再根据该抽速  式中S
选定泵型;  pn主泵前级的临界前级压力,Pa;  Qmx—主泵所能排出的最大气体量,Pa·L/s;  主泵允许的最高工作压力,Pa  S—主泵工作在p。时的有效抽速,L/s  在选择前级泵时,应该注意机械泵的抽速是在大气压力下测得的,但正常使用的泵都是  在低于大气压的条件下运转,使梨的抽速下降了,因而必须根据抽速曲线来选择系。若滑有  抽速曲线,可参考经验公式
式中Sp
实际选用的前级泵的抽速;  S—计算要求的前级泵抽速  ②罗茨泵配置油封机械泵罗茨泵其前级配置油封机械泵时,前级泵的抽速由经验公  式确定,即

(3-23)  式中S,—前级泵的抽速,L/s  罗茨泵的抽速  式中系数选择,通常抽速大的罗茨泵取小值,抽速小的选大值  ③罗茨泵以水环泵为前级罗茨泵-水环泵机组,水环泵抽速选择根据经验确定,即

SL  式中S。水环泵的抽速,L/s;

(3-24)  SL——罗茨泵的抽速,L/s  ④罗茨泵串联机组罗茨泵串联机组,有两种配置方式:其一是罗茨泵罗茨泵-机械  泵;其二是罗茨泵-罗茨泵水环泵。两种方式均是以一罗茨泵为主泵,而另一罗茨泵为前  级,两罗茨泵抽速关系由经验确定,即

24  式中S—前级罗茨泵抽速,L

25)  SL—主罗茨泵的抽速,L/s。
3.2真空系计  ⑤涡轮分子泵前级配置涡轮分子泵所配置的前级泵抽速,应满足

Sp>

(3-26)  L  前级泵的抽速  式中S
涡轮分子泵前级压力,通常为2Pa;  P
最大流量,涡轮分子泵平稳抽速范围为10-1~10-7Pa,故最大流量Q=x值应  Q
等于101Pa下的抽速与该压力之积  (4)粗抽泵抽速确定  各种低温泵、低温吸附泵(不含分子筛泵)、溅射离子泵、钛泵等均需要在某种预真空  下才能启动。此时,系统所需预抽泵的抽速不仅与真空室容积有关,同时与所需定的预抽时  间有关。预抽泵的抽速用下式计算

V
g  3K  式中
设定预抽时间  力系统中预真空压力,Pa  其余符号同式(3-15)。  对于大型真空系统,用主泵配置的前级泵作为粗抽泵时不可取。因为有时为了缩短粗抽  时间,前级泵需配置较大,长期运行耗能很高,很不经济。为此,大型系统均配有专用的粗  抽泵。其抽速计算同式(3-27)