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低溫泵的抽速  2.4.4.1低溫板冷凝氣體的理論抽速  低溫泵的抽速,可根據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)理論計(jì)算。條件是真空室容器內(nèi)處于熱平  衡狀態(tài),也就是說(shuō),只適用于低溫板面積比真空容器表面積小的情況下。對(duì)于大型  設(shè)備(例如環(huán)模設(shè)備),通常把低溫板放在真空室內(nèi),把低溫板做得比容器的表面  大,這種狀態(tài)破壞了熱力學(xué)平衡。下面僅討論處于熱平衡狀態(tài)下低溫泵的理論  低溫板溫度為T(mén),低溫板單位面積的理論抽速S等于空間氣體分子在低溫板單  位面積上冷凝而減少的體積與時(shí)間之比。若氣體分子全部冷凝在低溫板上(冷凝系
數(shù)為1),低溫板單位面積的理論抽速Sn  L/(cm3·s)

式中可—被抽氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平
摩爾氣體常數(shù),8314.25Pa
M
T—?dú)怏w溫度  體壓
右下角g、s分別表示氣相和液相  冷凝面上的圖  P相比不能忽略時(shí)(接近于泵的極限壓力),此時(shí)的抽速為  (2-34)  √7×D.)[L(cm2·s)

式中P
P  碰撞在低溫板面上的氣體分子不可能全部被冷凝,總有一部分能量大的氣體分  子會(huì)從冷凝面上返回到空間去,冷凝的氣體分子數(shù)和碰撞在冷凝板上氣體分子數(shù)之
Bachler等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了N2和H2在飽和蒸氣壓附近,抽速降低曲線(xiàn)與理  比稱(chēng)為冷凝系數(shù)  論計(jì)算完全符合,處理他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并使(T/T,)12=1,低溫板的面積為  A,冷凝系數(shù)為a,低溫板單位面積的理論抽速公式應(yīng)為  [L/(cm2·s)](2-35)
A的低溫  理論抽
時(shí),公式(2-35  值趨近
速為
圖2-44給出了由公式(236)計(jì)算出的20K低溫板對(duì)氮?dú)獾睦碚摮樗偾€(xiàn)。在  極限壓力處抽速為零,然后抽速隨壓力升高而上升,約半個(gè)數(shù)量級(jí)后,抽速變?yōu)樽?

大值

論抽速曲線(xiàn)
冷凝系數(shù)是決定低溫泵抽速的重要參數(shù),圖2-45所示為低溫板在不同溫度下  氮的冷凝系數(shù)a與壓力比△P/P,的關(guān)系曲線(xiàn)。其中△p=Pg-P,即橫軸為100%  的時(shí)候,相當(dāng)于該溫度下飽和蒸氣壓兩倍的壓力。從圖中測(cè)試結(jié)果可以看出,超過(guò)
飽和蒸氣壓11倍的氣壓下,低溫板的冷凝系數(shù)為1,在此以后,冷凝系數(shù)的大小  和低溫板的溫度有關(guān)。圖2-46所示為44~3.6K對(duì)氫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3.8K以下,a  為0.5,并且不依賴(lài)于氣壓。在4.4K,隨氣體壓力的增加,a從0.01增加到0.02