真空泵抽速和真空机组配置的几个问题

一、泵的抽速定义为在一定的吸入压力下，单位时间通过泵口被抽除的气体的体积。一个完正的真空系统，不论是为了何种应用，都应有一个需要抽成真空的容器或室体，一套真空机组，也可能是一台真空泵，还有连接管道、阀门、冷阱等。而管道、阀门、冷阱等作为组成真空系统的部件，对气体的流动都有一定的阻碍作用。反过来说它们对气体的流动都有一定的通导能力，这种能力称之为流导。这在气体的流动中是一个很重要的概念，它的定义为单位压差下的流量。气体的自然流动总是从高压流向低压，上述任一部件，当两端的压力分别为P1、P2时，而流过的气体量为Q，则该部件流导

U=Q/(P1-P2)

不同的真空系统部件的流导可以通过计算、模拟、测量等方法确定，它除了与几何形状有关外，还与气体的流动状态有关。不同部件的流导是可以进行串并联的。 

根据真空基本方程，可从数学上得到两个极端的结果，即当流导U非常大时，真空室的有效抽速S0可以近似等于泵的抽速S；当泵的抽速S非常大时，或者流导U非常小时，真空室的有效抽速S0近似等于流导U。上述结果从物理上可能更易理解，从真空室抽气口抽除的气体必须经过流导U（即管道、阀门等）才能被真空泵抽除，只不过被抽除的气体从真空室抽气口向泵口运动过程是从高压向低压的流动，而从泵口被抽除是从低压向高压的基于某种抽气原理的强制流动。如流导U非常大，即通过它的气体量不受限制，那么泵的抽气能力就决定于自身的抽速大小，这与泵口直接与真空室相连接是一样的。但如果泵的抽速非常大，这也就是相对于泵的抽速流导U非常小，此时泵的实际抽气能力并不决定于它的抽速大小而决定于气体通过流导U的能力，流导的数值恰为泵的有效抽速S0。

为了尽量发挥泵的抽气能力，最大限度的加大流导U是最有效的方法，但往往难于实现。而一味增大泵的抽速更不切实际。所以采用昼量大的流导和选用昼量大的抽速的泵就非常值得权衡。从真空基本方程可以知道，有效抽速S0随S或U都是单调递增的函数。真空基本方程描述的内容并不深奥，但也没有浅显到可以作为每个人的常识，所以在不少的应用领域，用户往往忽略流导对泵抽速的限制，而造成真空技术应用的效果大受影响。

二、对于一个没有漏气，也没有放气的真空系统如真空室体积为V，真空室有效抽速为S0，则随着抽气的过程，真空室内压力随时间遵从如下的变化规律 
以上规律揭示，每经过约的时间，真空室内压力降低一个数量级，显然t越小，压力下降越快，当V一定时，有效抽速S0越大，才能越小。

然而没有一个真空系统是不漏气，不放气的，即使真的不漏气，放气总是存在的，实际上（3）式反映的是泵在抽除真空室内空间气体的过程中压力的变化规律。当压力较高时，系统的漏气量和放气量相对空间的气体量较小时，其影响可以忽略，可以认为近似满足不漏气和不放气的条件，也就是（3）的规律能近似成立。当压力较低时，系统的漏气量和放气量不可忽略甚至成为主要的气体负载时，（3）的规律就要发生偏离，表现在压力下降变为缓慢，一般发生这一转变的压力在0.5Pa左右，因此一个真空系统典型的抽气过程先是压力下降很快，到某一压力开始变慢。由于一个合格的真空系统对其漏率有严格的要求，所以放气是影响系统压力降低的主要因素，而放气是一个缓慢的过程，即使采用烘烤等强化措施，要达到某一预定的压力，往往要经过很长的时间。