定容法測量抽速實驗方法
在真空系統(tǒng)中,對一定容積的被抽容器,隨著氣體逐漸被抽出,容器內(nèi)壓強包括抽氣機進口處的壓強不斷降低,因而每次抽出的氣體在不斷減少,抽速就不斷變化。這樣,抽氣機的抽速應(yīng)是在某一瞬時壓強下被抽氣體體積對時間的導(dǎo)數(shù)。即:
S=dV/dt
如果測出容器內(nèi)不同時刻的壓強值,并作壓強隨時間變化的抽氣曲線,由此可計算抽速。
定容法測量抽速的實驗裝置如圖3-4所示,一般用體積足夠大的被抽容器,各連接導(dǎo)管盡量短而粗,所用控制閥的孔徑要大,則流阻可忽略不計,且容器內(nèi)壓強近似處處相等,當(dāng)抽氣dt 后,被抽出氣體體積為Sdt。因為容器容積未變,故容器內(nèi)壓強降低了dP。在此引入PV 這一氣體量,則dt 時間內(nèi)被抽出的氣體量為PSdt,容器內(nèi)因抽氣而減少的氣體量為VdP。顯然,這兩者應(yīng)是相等的,故有:
式中負號是dp為負值而引入的。由(3-1)式可以得到:
根據(jù)(3-2)或(3-3)式,只要測出一系列壓強、時間值?稍诎雽(shù)坐標(biāo)紙上作出抽氣曲線。求出抽氣曲線某點的斜率
代入(3-3)式,即可求出該壓強下的抽氣速率。如只需粗略估計抽速,可求其平均抽速。即認為在一小段時間t1- t2間隔內(nèi)抽速近似不變,由(3-1)式得
只要測出壓強從p1-p2 的抽氣時間代入(3-4)式即可求出平均抽速。例如,用停表測出壓強從10~1 帕所需抽氣時間t。 即可求出該機械泵當(dāng)壓強從10~1 帕區(qū)間的平均抽速為S=2.30(V/t)。