Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 19. ВАКУУМ. ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ ВАКУУМАСостояние разрежения газа, при котором молекулярные соударения или вовсе отсутствуют, или же являются немногочисленными по сравнению с числом соударений молекул со стенками сосуда, называется вакуумом. Очевидно, что состояние вакуума будет достигаться в зависимости от размеров сосуда при разных давлениях. В обычных физических приборах вакуум достигается при давлениях порядка Однако в узких капиллярных трубках диаметром Для получения высокого вакуума давление в откачиваемом сосуде первоначально понижается с помощью так называемых насосов предварительного вакуума. В качестве насосов предварительного вакуума чаще всего используются ротационные масляные насосы. Насос состоит из металлического цилиндра для наглядности между цилиндрами изображен зазор). В специальную прорезь ротора входят лопасти 3, прижимаемые пружиной к внутренней поверхности цилиндра. При вращении ротора одна из лопастей, создавая разрежение, засасывает газ из откачиваемого сосуда в полость насоса, после чего вторая лопасть, захватив наполнившую насос порцию газа, выталкивает ее через выходное отверстие 4. Эту операцию лопасти насоса проделывают поочередно. Выходное отверстие снабжено клапаном 5, препятствующим обратному поступлению воздуха в полость насоса. Для лучшей герметичности и смазки вращающихся частей насос заключают в кожух, наполненный маслом.
Рис. 27. Устройство ротационного масляного насоса.
Рис. 28. Устройство молекулярного насоса. С помощью ротационного масляного насоса можно создать разрежение, при котором остаточное давление откачиваемого газа составляет около 0,01 мм рт. ст., или Для получения более высокого вакуума применяют молекулярные насосы. В металлическом цилиндре молекулярного насоса (рис. 28), с хорошо обработанной внутренней поверхностью, быстро вращается второй цилиндр. За исключением небольшого участка Наибольшее распространение для получения высокого вакуума имеют различные пароструйные насосы, конструкции
Рис. 29. Устройство пароструйного насоса.
Рис. 30. Манометр Мак-Леода. которых весьма разнообразны. Схема одного из распространенных ртутных пароструйных насосов изображена на рисунке 29. Находящаяся в сосуде Ртутные пароструйные насосы отличаются очень большой производительностью. Некоторые из них могут откачивать газ со скоростью, измеряемой сотнями литров в секунду. Учитывая особенности механизма действия пароструйных насосов, их называют также диффузионными насосами. Следует, однако, помнить что механизм действия этих насосов сложен и не может быть объяснен каким-то одним явлением. С помощью ртутного диффузионного насоса можно достигнуть вакуума порядка успехом применяют органические жидкости с малой упругостью пара (парафины, дибутилфталат и др.). Для изменения высокого вакуума обычные манометры не пригодны. Широкое применение для этой цели находит манометр Мак-Леода (рис. 30), действие которого основывается на увеличении измеряемого давления в результате уменьшения объема, занимаемого некоторой порцией газа. Основная часть этого прибора — стеклянный баллон
откуда следует:
Если объем баллона 1 много больше объема капилляра, то даже при малом измеряемом давлении Малые давления измеряются еще при помощи так называемых радиационных манометров. В радиационных манометрах используется зависимость теплопроводности разреженного газа от давления. В определенном интервале давлений теплопроводность газа изменяется при изменении давления практически линейно. В продолговатой стеклянной колбочке, соединенной с сосудом, в котором измеряется давление, на специальной ножке укрепляется тонкая платиновая нить, нагреваемая электрическим током. Температура нити зависит от соотношения между скоростью, с которой нить нагревается, и скоростью, с которой происходит ее охлаждение. Чем выше давление газа в колбочке, тем больше его теплопроводность и тем быстрее остывает нить, а следовательно, тем ниже ее температура. Электрическое сопротивление платиновой нити зависит от ее температуры, и поэтому измерение температуры заменяют измерением сопротивления нити, которое легко выполнить весьма точно. Перед применением радиационный манометр калибруют.
|
1 |
Оглавление
|