vx —Ox方向上气体的运动速度
1 dp z2
vx
dx
CzC
21
2
（1-2）
.
通过槽C宽1为b2的u1/通u道2h的； 气C体2的流u1导2u为2S，dd即xp通6h道的1抽速
vx
ddxp2z2 8h2 2h(2u1/u2)hz u1
u 2
2
式中 为外摩擦系数， 面表 对征 气表 体的阻力
SmR MTpbhh//22vxdz u12u2hbddxpb2h26h1（ m3/ s）
1的空间内，①区分子可自由地通过K区到②区 2的空间内，没有分子能自由的飞过K区到达①区
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节弦比： s a 0b
速 气 若体A度1=分A比子2，： 从CT11①=T侧2，到2pR②2/Tup侧1/=的Mn2净/n气1 流量为
Байду номын сангаасCn
Cn
Cn
1 A H 1 AW 2 AW
41
4 1 12
4 2 21
法、蒙特卡洛法、传输矩阵法和角系数法求得 Kma xp p1 2ma xW W 1 22 1
(1 -15)
.
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涡涡轮轮分分子子泵泵都的是结由多构级特叶列点组成的，转子与定子按次序交替排
(1) 分子泵：牵引分子泵、涡轮分子泵和复合分子泵三大类。 (2) 喷射真空泵：水喷射泵、气体喷射泵和蒸汽喷射泵三大类 (3) 扩散泵：以油或汞蒸汽作为工作介质。汞扩散泵不带分馏
装置，油扩散泵有分馏装置
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一、分子真空泵(Molecular Pump)
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1.1分概子述真空泵（分子泵）是1913年德国人盖德（W. Gaede）发
Q u 1 2 u 分2 h 子流 b 1 b 3 p p 2 h d d x p p 粘6 ( u 滞1 h 流2 u 2 )x p 大s气 ( 1 1 )2
x<0
O
x=xS
p<pS
p=pS
p=patm
Q u 1 2 u 2 h b b 2 2 d d p h x p p p se x ( u 1 h p u 2 )x
u — 上表面速度， m / s 1
u — 下表面速度， m / s 2
— 内粘滞性系数， Pa s
（1-4）
.
u u 式（1-4）可看成两个Q1单独1的2流2量bh的p和
Q 2
bh2 2
hp
6
1
dp dx
（1-5） （1-6）
.
分 界第于一是压项 可强与得ps压一和强个分p特界有征Q 通关压2道，强长第pbs二度—2h2项x粘s 为h6滞常p流量态1和dd分xp子流态的分界压
明的，之后他又以气体的外摩擦作用为分子泵奠定了理论基 础。——利用了气体的外摩擦输运现象，也就是分子牵引力 ，所以称为牵引分子泵。 1956年，德国人贝克（W. Becker）发明了涡轮分子泵，以 高速旋转的动叶片和静止的定叶片配合来实现抽气，极限压 强可达10-9Pa以下。 1972年出现了涡轮-牵引复合分子泵，采用螺旋动密封，可 直接向大气排气。 近年来，空气轴承和磁悬浮轴承的应用，使分子泵作为清洁
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真空获得设备更加完善。
空气轴承（Air Bearing）
.
磁悬浮轴承（Magnetic Bearing）
.
.
1.2 牵引分子泵的结构特点与抽气原理
Gaede
Holweck
.
Siegbahn
1-吸气口 2-排气口 3-转子 4-泵体 5-挡块
Gaede MDP
Holweck MDP
.
Molecular drag pump (MDP)
.
盖德气体理在论两个平行平面1、2之间运动，二平面速度分别为u1
和u2，运动方向为Ox。认为气体速度在Ox垂直方向上非 常小（vz=vy=0），在Oz和Oy方向，压强为常数。
.
由将板上间式低积压分气，体可输得运两性平dd2z质板v2x可间得气1体 dd速xp度与通道高度的（关1-系1）式
—动力黏性系数
H ——表征抽气效率的系 抽数 气
何氏系数
p
HW 2W
12 p 21
1
.
Hp气1==体0p时2分时，子，得通得最过最大叶大压列抽缩的气H 比几系m K率m数a Wxa HW m12x a1 和x W2 W 21与2叶1列的速度比C1、(叶- 1 列 4
倾角、叶列的节弦比a/b有关。通常W12和W21可用积分方程
式中m， —气体的质量 kg/流 s 率，
M—气体的分子 . 量
（1-3）
由式（1-Q3） ，Sp可 以u1得 u到2 h流bp量公dp式 pbh 2
2
dx 2
h 6
1
p
Q
u 1
u 2
2
hbp
dp dx
bh 2 2
hp 6
1
式中， — 外粘滞性系数，对 293 K的空气， 1.61 10 - 3s / m
( 1 1 )3
.
直排大气的牵引分子泵 .
1.3 涡轮分子泵的抽气原理与结构特点
Turbo mo.lecular pump
Turbo molecular pump
.
.
.
涡轮分子泵的抽气原理
①
②
_
.
W W
12
21
.
抽气气体系分数子和的平压均缩热比运动速度设为C
站在叶片上观测，速度分布如(d)、(e) 令A1,0、A′1,0、 A′2,0、A2,0构成的通道空间为K
某强一瞬间，不是第一项起支配作用就是第二项起支配作用
Q 2
bh 3 12
p
dp dx
bh 2 d p Q
2 2 dx
ps
6 h
.
（1-7）
讨分①②界论p><压p：s强区(1p域)s把粘，压滞气强流体范态为围粘分和分滞子分成流子p状流>p态态s和的p<流ps量两与个抽区域速
Qu1u2hbpbh3 pdp
2
12 dx
Su1 2u2hb1b2h3 ddxp
Qu1 2u2hbpb2h 2 d dxp Su1 2u2hb. 2bph 2 d dxp
(18) (19)
(11)0 (11)1
讨论分：界(2压) 分强界ps通处道 定为长通度道xs 长度x的原点，x=0
p=patm时，其坐标为x=xs——分界通道长度
真空物理与技术
Vacuum Physics and Technology
赵风周
物理学院 2011.5
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第三章 真空获得
一． 真空泵的分类与性能 二． 容积式真空泵 三． 动量传递式真空泵 四． 气体捕集式真空泵 五． 超高真空获得技术
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第三节 动量传递式真空泵
利用高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给被抽气体 或气体分子，使气体不断地从入口传输到出口的真空泵。