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真空区域的划分

真空概念与区域划分在水力学和工程流体力学中,真空这一物理概念是由压力测量技术而引入的。在工程实际中,测量压力的多数仪器,是靠被测压力与环境压力之差的作用而动作并显示读数的,因此这类仪器所显示的读数是被测压力高出或低于环境大气压力的差值。所谓的计示压力,就是以环境大气压力为零点算起的被算起的被测压力值。当被测压力高于环境大气压时,计示压力为正,称为该计示压力的表压力,此时被测压力点所处的物理状态叫做压力状态。当被测压力低于环境压力时,计示压力为负,此时称被测点处于真空状态。在真空状态下,将计示压力的绝对值,即环境大气压力高出被测压力的差值,称为真空度。

需要特别注意的是,在水力学中,真空是指压力低于环境(某时某地)大气压力时的流体物理状态,真空度则是环境大气压力减去被测压力的差值。显然,这样的真空概念和真空度概念定义,从测量的角度上讲是方便的。但是,当需要知道被测流体的物理状态时,例如:需要知道流体管道的受力状态或者气体的稀薄程度时,上述关于真空的概念和真空度的定义,就可以造成认识上的混乱。依照上述的概念和定义,当真空度相同时,由于环境大气压力的差异,被测流体也会处于不同的压力状态。同样,对于相同的流体压力状态,由于环境压力的不同,却有不同的真空度。

在真空领域内,人们主要关心的是流体的压力状态,实现低压和增加气体压力的手段。因此,真空技术领域便有了自己的关于真空的概念和真空度的定义,并纳入到相关的标准之中。国家标准GB/T3163《真空技术术语》规定如下:

真空——在指定的空间内,低于环境大气压力的气体状态。

真空度——表示真空状态下气体的稀薄程度,通常用压力值来表示。这里的真空度是用压力值表示的,而不是水力学中的压力差值。

真空区域

压强范围

托(Torr)

帕(Pa)

低真空

760~10

101325~1333

中真空

10~10-3

1333~1.33×10-1

高真空

10-3~10-8

1.33×10-1~10-6

超高真空

10-8~10-12

10-6~10-10

极高真空

<10-12

<10-10

低真空区域:分子密度比较大。与常压下气体状态相比,只是分子数目由多变小的量变化,其物理性质与大气压下的气体相比没有本质上的区别。因大气状态一样,这时情报分析输运量与压力无关。但是,尽管如此,分子数目减少这种量变过程对生产却起了极其重要作用。例如,真空运输、真空过滤、真空吸盘等三种真空装置都是利用真空与大气之间存在的压差做功原理来实现的。相关产品举例:2BV型水环式真空泵

高真空区域:当气体处于高真空区域时,空间的气体分子数大为减少。高真空的气体流动状态是分子流,这就引起了真空物理性质的质的变化。(一)首先表现在气体的内摩擦出现了滑动现象,气体的热传导也现出温度的剧增现象。与此同时,与大气和低真空状态相反,压力已经与气体输运现象有关了。(二)在高真空区域如果气体各部分温度不同,还会出现热流逸,热辐射等在大气和低真空时所没有的新的物理性能。由于这些特点,这一区域的真空在生产和科学研究部门的应用更加广泛。例如,真空镀膜技术、真空热处理、真空冶金、电真空器件及微电子技术等等都需要高真空条件。相关产品举例:2XZ旋片式真空泵  2X型旋片真空泵  扩散泵  分子泵

超高真空区域:如果气体分子数目进一步减少,则跨入了超高真空区域,在超高真空区域中,真空又一次从气体分子数目的量度而产生了又一个新的质变。这种变化表现在气体分子在与真空接触的物体表面间的吸附和脱附过程之中。这就是所兴起的表面物理和表面化学所研究的科学。例如,粒子加速器、受控核聚变装置;微电子、光电子技术航天器用真空技术等都需要超高真空条件。相关产品举例:罗茨水环机组  罗茨旋片机组

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