真空管道的流導相關計算

　　真空管道中有流體流過時，流體流動的容易度被稱為流導率，也稱流導。設真空管道兩端的壓強分別為p1、p2，C代表流導(圖1)，則流量可表示為

Q=CΔp

圖1　真空管道的流導示意圖

　　真空系統(tǒng)中，氣體的流動大體可分為黏性流和分子流。當氣體分子的平均自由程比管的內(nèi)徑充分小時，分子間的碰撞是主要現(xiàn)象，黏性流起支配作用。黏性流的流導，以圓管為例可表示為

C=(πa4p/8η)/L

　　式中　p———導管的平均壓強(=(p1+p2)/2)；

　　η———黏度。

　　當氣體分子的平均自由程比管的內(nèi)徑大時，氣體分子和管內(nèi)壁的碰撞是主要現(xiàn)象，即分子流起支配作用。分子流的流導可表示為

C=(2πa3v/3)/L

　　式中　v———氣體分子的平均速度。

　　兩個流導分別是C1 和C2 的管并聯(lián)時(圖2)，真空管道中氣體流量分別是Q1、Q2，根據(jù)流量定義

Q1=C1(p1-p2)

Q2=C2(p1-p2)

圖2　并聯(lián)管道的流導示意圖

　　全流量為

Q=Q1+Q2=(C1+C2)(p1-p2)

　　因此合成流導為

C=C1+C2

　　一般并列連接的真空管道，合成流導為

C=C1 +C2 +C3 +… = ∑Ci

　　兩個流導分別為C1 和C2 的真空管道串聯(lián)時(圖3)，因不同真空管道中氣體流量相等，根據(jù)定義

Q=C1(p1-px)，Q=C2(px-p2)

　　px 為真空管道連接處的壓強。

圖3　串聯(lián)真空管道的流導示意圖

　　消去px 可得

Q=(1/C1+1/C2)-1(p1-p2)

　　因此合成流導為

C=(1/C1+1/C2)-1

　　對串聯(lián)形式，流導的一般式可表示為

1/C=1/C1+1/C2+1/C3+… = ∑1/Ci