真空工程设计
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8.13 用传输概率计算流导

用蒙特卡罗方法计算出结构元件的传输概率后,可以计算结构元件的流导。蒙特卡罗法是一种统计实验方法,是用计算机去跟踪大量分子的各个轨迹,得出有多少分子能通过真空管路结构元件,进而得到传输概率。

戴维斯和利文森1960年首次用此方法计算出了分子流时气体分子通过结构元件的传输概率,后来其他作者亦给出了一些计算结果,见图8-28~图8-45。其计算精度取决于被跟踪的分子数,跟踪分子越多,精度越高。由于计算机运算速度的提高及应用的普及,以此方法计算传输概率得到了发展,通过已有的资料不难看出,它对求解复杂结构的分子流流导是一种有效方法。

用传输概率计算分子流流导公式如下

(8-52)

式中 Uf——分子流时结构元件的流导,L/s;

        Uof——分子流时结构元件入口孔的流导,L/s;

        Pc——结构元件的传输概率,见图8-28~图8-45。

图8-28 直管道传输概率

×—蒙特卡罗计算值;●—实验值

图8-29 直角弯管传输概率

图8-30 环形管道传输概率

图8-31 两端有环形挡板的管道传输概率

用于20℃的空气,其流导

(8-53)

式中 A——结构元件入口孔的面积,cm2

图8-32 两端有环形挡板的管道中间置一挡板传输概率

图8-33 山形挡板(人字形挡板)传输概率

● 计算值;○ θ=60°的实验值;■ θ=45°的实验值;▲ θ=30°的实验值

图8-34 单百叶窗挡板传输概率

● 计算值;○ θ=60°的实验值;■ θ=45°的实验值;▲ θ=30°的实验值

图8-35 光圈式挡板传输概率

图8-36 光圈式挡板与扩散泵连接后传输概率

图8-37 光圈式挡板传输概率

图8-38 光圈式挡板与扩散泵连接后传输概率

图8-39 管道中装有半圆形挡板传输概率

图8-40 锥形管传输概率

按图8-40求锥形管传输概率时,可按L/R2R1/R2的两比值求出某一交点,再按该点在纵坐标上找出Pc值,此值即为所求锥形管传输概率值

图8-41 进出口直径不同的管道板传输概率

图8-42 进出口直径不同管道中有圆形挡板的传输概率

图8-43 进出口直径不同管道中有环形挡板的传输概率

图8-44 截球形管道中有挡板的传输概率

图8-45 进出口直径不同且有多孔片挡板的传输概率