真空系統的抽氣方程

    (1)被抽容器內原有的空間大氣，若容器的容積為Vm³，抽氣初始壓強為P_oPa，則容器內原有的大氣量為VP₀Pa·m³；

    (2)被抽容器內一旦被抽空，暴露于真空下的各種材料構件的表面就將把原來(lái)在大氣壓下所吸收和吸附的氣體解析出來(lái)，這部分氣體來(lái)源我們稱(chēng)之為放氣，單位時(shí)間內的放氣流量可以用Q_fPa·m³／s來(lái)示；

    實(shí)驗表明，材料表面單位時(shí)間內單位表面積的放氣率q可以用式(27)的經(jīng)驗公式來(lái)計算。

    真空室內暴露于真空下的構件表面，可能有多種材料。所以總的表面放氣流量Q_f為式(49)。

      (3)大氣通過(guò)容器壁結構材料向真空室內滲透的氣體流量，以Q_sPa·m³／s表示。滲透的氣流量即是大氣通過(guò)容器壁結構材料擴散到容器中的氣體流量。氣體的這種滲透是有選擇性的，例如：氫只有分離為原子才能透過(guò)鈀、鐵、鎳和鋁；氫對鋼的滲透將隨鋼中含碳量的增加而增加。氦分子能透過(guò)玻璃。氫、氮、氧和氬、氖、氦能透過(guò)透明的石英。一切氣體都能透過(guò)有機聚合物，如橡膠、塑料等。但是所有的隋性氣體都不能透過(guò)金屬。除了有選擇性之外，滲透氣流量Q_s還與溫度、氣體的分壓強有關(guān)。在材料種類(lèi)、溫度和氣體分壓強確定時(shí)，滲透氣流量Q_s是個(gè)微小的定值。

    (4)液體或固體蒸發(fā)的氣體流量Q_ZPa·m³／s�？諝庵兴�分或工藝中的液體在真空狀態(tài)下蒸發(fā)出來(lái)，這是在低真空范圍內常常發(fā)生的現象。在高真空條件下，特別是在高溫裝置中，固體和液體都有一定的飽和蒸氣壓。當溫度一定時(shí)，材料的飽和蒸氣壓是一定的，因而蒸發(fā)的氣流量也是個(gè)常量。

    (5)大氣通過(guò)各種真空密封的連接處，通過(guò)各種漏隙通道泄漏進(jìn)入真空室的漏氣流量Q_LPa·m³／s。對于確定的真空裝置，漏氣流量Q_L是個(gè)常數。漏氣流量通�？赏ㄟ^(guò)所說(shuō)的壓升率，即單位時(shí)間內容器中的壓強增長(cháng)率P_x來(lái)計算式(28)。

    當真空泵啟動(dòng)之后，真空系統即對被抽容器抽氣。此時(shí)，真空系統對容器的有效抽速若以S_e表示，容器中的壓力以P表示，則單位時(shí)間內系統所排出的氣體流量即是S_eP。容器中的壓強變化率為dP/dt，容器內的氣體減少量即是V dP/dt。根據動(dòng)態(tài)平衡，可列出如下方程(29)。

    這個(gè)方程稱(chēng)為真空系統抽氣方程。式中V是被抽容器的容積，由于隨著(zhù)抽氣時(shí)間t的增長(cháng)，容器內的壓力P降低，所以容器內的壓強變化率dP/dt是個(gè)負值。因而V dP/dt是個(gè)負值，這表示容器內的氣體減少量。放氣流量Q_f，滲透氣流量Q_s，蒸發(fā)的氣流量Q_z和漏氣流量Q_L都是使容器內氣體量增多的氣流量。S_eP則是真空系統將容器內氣體抽出的氣流量，所以方程中記為一S_eP。

    對于一個(gè)設計、加工制造良好的真空系統，抽氣方程(29)中的放氣Q_f滲氣Q_s、漏氣Q_L和蒸氣Q_z的氣流量都是微小的。因此抽氣初期(粗真空和低真空階段)真空系統的氣體負荷主要是容器內原有的空間大氣。隨著(zhù)容器中壓強的降低，原有的大氣迅速減少，當抽空至1～10^-1Pa時(shí)，容器中殘存的氣體主要是漏放氣，而且主要的氣體成分是水蒸汽。如果用油封式機械泵抽氣，則試驗表明，在幾十～幾Pa時(shí)，還將出現泵油大量返流的現象。