擴散泵的性能計算
1、擴散泵的抽速S的計算
參考公式(4)
式中 ω——蒸汽射流的平均速度
R(L)、R(O)——分別表示泵筒與噴咀帽的直徑
a——蒸汽射流與泵壁的夾角
D——氣體在射流中的擴散系數(shù)
2、擴散泵每級最大壓縮比(P2/P1)max的計算(5)
式中ω、D——意義同(4)
L——蒸汽射流長度
擴散泵的性能計算公式
3、蒸汽射流流譜的計算
擴散泵各級蒸汽射流的工作壓強范圍為10-2～l0-6Pa，在這樣寬的領(lǐng)域里，蒸汽流從連續(xù)流向滑流、過渡流、分子流過渡。用一種理論解決上述各種流態(tài)中的問題是很困難的。通常，在連續(xù)流領(lǐng)域里，可用氣體動力學理論去處理，在分子流領(lǐng)域里，可用分子流理論去處理。然而，處理兩種流態(tài)之間的問題也是很困難的。為此，在處理蒸汽流問題之前，必須弄清楚所要處理的蒸汽流是屬于那種流態(tài)。
M.Wutz建議用特征碰撞數(shù)Z大于10作為應用氣體動力學的判據(jù)。
參考公式 (6)
式中C——油蒸汽分子的平均熱運動速度(cm/s)
l——蒸汽流中混合物分子的平均自由程，因射流中蒸汽分子密度nd》ng(混合物中空氣分子密度)，所以l可看成是蒸汽分子的平均自由程(cm)
L——蒸汽射流的長度(cm)
V——蒸汽射流的平均速度(cm/s)
工作蒸汽在噴咀內(nèi)的流動，可用一維定常等熵流的公式去計算，而工作蒸汽在噴咀外的流動比較復雜，往往是膨脹波、微壓縮波和激波共存的復雜流場。
關(guān)于膨脹波的流場，可用下邊的普朗特——邁耶流公式求解。對左伸膨脹波系，其計算公式為：(7)
對于右伸膨脹波系，其計算公式為：(8)
上二式中θ——氣流方向角
λ——速度系數(shù)
K——氣體絕熱指數(shù)
C1，C2——積分常數(shù)
關(guān)于激波流場中的氣流參數(shù)，由下面諸公式計算。(9)
式中λ1——激波前的速度系數(shù)
λ2x——激波后的速度系數(shù)在x軸上的分量
λ2y——激波后的速度系數(shù)在y軸上的分量
K——氣體絕熱指數(shù)
(10)
(11)
(12)
上三式中P1、ρ1、T1及P2、ρ2、T2分別表示波前波后的壓力，密度及溫度
M1——波前氣流馬赫數(shù)
β——激波角
K——氣體絕熱指數(shù)。
根據(jù)膨脹波及激波流場中的諸計算式，可繪出擴散泵中各級射流流譜(如圖3中的I級噴咀流譜)。顯然，噴咀系統(tǒng)的幾何形狀、級間距離及壓縮比等對流譜和泵的性能有很大影響。為了確定較佳的噴咀形狀、級間距離及壓縮比，應繪出多種工況下的流譜，選出其中一組較佳數(shù)據(jù)為設(shè)計方案。究竟選擇那種流譜為最佳方案，應考慮下述原則：
(1)各級射流不重疊。
(2)應保證第一級射流充分膨脹。
(3)保證第一級射流有足夠的長度，并且與泵壁的夾角應盡量小，以利于提高何氏系數(shù)。
同樣，第一噴咀上的擋油帽位置也應根據(jù)第一級射流流譜來確定，即擋油帽的軸向安裝位置應保證擋住第一級射流流線中垂直泵壁以上的分量。
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