2.3 管道流导率

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在计算容器抽空时间时,我们没有考虑罗茨泵机组和涡轮分 子泵机组的管道阻力。然而,这种忽略通常是不允许的, 因 为容器和泵之间的管道也会降低有效的抽速

让我们看下干燥系统的泵组(图 2.3),并计算冷凝器和 前 级泵之间的压降。 在这种情况下,压力为 4,285 Pa ,在此压 力下前级泵的 抽速 Sv为 107 m³ h-1 = 2.97 · 10-2 m³ s-1,计 算出气体流量 Q= 4,285  · 2.97 · 10-2 = 127 Pa m³ s-1 1。 DN 63 管道的内径为 0.07 m 且长度为 2 m。两个 90° 弯 管,每个等效长度为 0.2 m ,也考虑 在内。

根据第 1 章表1.5,泵入口压力为 4,285 Pa 且空气的 ˉIp 值为 6.7 · 10-3 Pa · m,我们得到平均自由程为 1.56 · 10-3m。我们使用克努森数、公式 1-13来确定流动状 态,并得出:

由于 Kn 小于 0.01,这导致粘滞流动。这可以是层流, 也可 以是紊流。层流流导明显大于紊流的流导,这意味着体积流 量损失会很小。对于层流,雷诺数 Re 必须小于 2,300。 要计算雷诺数,我们 首先确定管道中的流速 v:

并且,我们还要从大气压下的空气密度 0 = 1.293 kg m-3 来计算4,285 Pa 压力下的空气密度 。

而且根据公式 1-14,且空气动力粘度为 18.2 · 10-6 Pa · s 我们得出

即层流。

我们使用第 1 章中公式 1-26 的 p1 来得出管道的入口流导:

我们乘以 Δp=p1p2 来得出气体流量

由于 p2= 4,285 Pa 且 Q = 127 Pa · m3 · s-1 可以直接从这 些值确定 p1

我们得到的压力损失仅仅为 2.2 Pa,非常低的一个值。

管道的流导从第 1 章公式 1-18 得出:

这为: 有效体积流量

仅略低于无管道的体积流量: SvSv of 2.9222 m3 s-1.