真空工程设计
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1.2 真空计量单位

1927年第七次国际计量大会上,给标准大气压做了定义。其定义条件:重力加速度为980.665cm/s2;水银温度为0℃;水银密度13.5951g/cm3。在这种条件下,760mm高的汞柱产生的压力,称为标准大气压。其值:

1atm=1013250.144354dyn/cm2

由此定义标准毫米汞柱(mmHg)值:

1mmHg=(1/760)atm

可见,这种标准大气压,依赖于汞密度的测量精度,不能给出最终值。因而,1954年第十次国际计量大会,又重新定义了标准大气压。其值:

1atm=1013250dyn/cm2=101325N/m2

虽然重新定义了标准大气压,但mmHg仍用1927年定义值。

毫米汞柱这个压力单位书写不方便。因而,为了纪念发现真空的托里拆利(Torricelli),德国把毫米汞柱命名为“托”(Torr)。后来,国际标准化组织使用“Torr”作为压力单位。托值规定为标准大气压(1954年定义)的1/760。即

1Torr=(1/760)atm

由于1927年与1954年定义的标准大气压值有差别,因而造成1mmHg比1Torr大1.9×10-4dyn/cm2。由于两者差值较小,故通常认为1mmHg近似等于1Torr。

1958年第一次国际真空会议上,正式规定以“托”作为真空度的计量单位。后来,我国也普遍地使用了这个单位。

国际单位制和我国法定计量单位制中的压力单位,既不使用mmHg,也不使用Torr,而是采用N/m2

为了纪念17世纪世界著名的法国数学家、物理学家帕斯卡,由法国建议,并经国际计量委员会通过,给N/m2一个专用名词,称为“帕斯卡(Pascal)”,简称为“帕”(Pa)。

1971年第十次国际计量大会正式采用帕斯卡这个压力单位,其值:

1Pa=1N/m2=7.5006×10-3Torr

这个单位由于读和写方便,又能与其他计量单位统一起来,因而,逐渐被各国使用。

国际单位制中,压力单位还使用巴(bar)和标准大气压(atm),二者与Pa的关系如下:

1bar=105Pa

或者

1atm=1.01325×105Pa

工程应用上也常将1atm值近似取为1×105Pa。

真空设备制造中,当使用压力高于100Pa,有时采用百分真空度表示压力,即

(1-2)

式中 δ——真空度的百分数;

        p——真空设备中气体压力,Pa。

我国法定计量单位制规定的压力单位为帕(Pa),吉帕(1GPa=109Pa),兆帕(1MPa=106Pa),千帕(1kPa=103Pa),毫帕(1mPa=10-3Pa),微帕(1μPa=10-6Pa)。真空技术领域中,真空度的计量单位为Pa。

目前国际上,真空度的计量单位各国不同,常用单位有帕(Pa),巴(bar),毫巴(mbar),托(Torr),毫米汞柱(mmHg)。各种单位的换算关系见表1-3。

表1-3 常用压力单位换算