熱傳導真空規的原理
發布時間:2019-05-07 19:12:46 | 人感興趣 | 評分:3 | 收藏:
將規管中的一根張緊的金屬絲通以電流I加熱(圖11-19),在熱平衡時,輸入的能量為輻射傳熱量(QR)、引線傳熱量(QL)和氣體傳熱量(Qc)之和,即
從式(11-13)和式(11-14)可知,QR和QL與氣體壓力無關,而Qc 則不同。在高壓時,氣體分子自由程<<管徑d,氣體的傳熱量Qc為
因式(11—16)中的 與壓力p成正比, 與壓力p成反比,所以Kc與壓力p是無關的,式(11一15)可寫成
式中 B-常數。
從式(11-17)可知,在高壓力時,由于Qc與壓力p無關,所以不能利用氣體熱傳導來測量氣體壓力(熱傳導規的測量上限也由此因素決定)。
因此,可利用低壓力下Qc與壓力p成正比的關系來測量氣體的壓力。又由于 與 成反比,和Cv與氣體種類有關,所以熱傳導真空規的靈敏度因氣體種類而異。
在低一高壓力之間的過渡區域,Qc與壓力p之間的關系如圖11-20所示,屬于從式(11-18)的自由分子熱傳導的情況逐漸過渡到式(11-17)的與壓力無關的熱傳導的情況。
熱適應系數 與金屬絲的材料性質和表面狀態有關,也與氣體的種類和溫度有關。清潔表面的值要比不清潔表面的值為小。對于經常暴露在高壓力下的規管,由于熱絲表面具有吸附層,所以值較大。值對熱傳導真空規的精度和穩定性的影響很大。表11-2給出了一些氣體一金屬配組的熱適應系數。
熱傳導真空規的測量下限主要取決于QR和QL的大小,Qc則不存在理論下限。
熱傳導式真空計有好幾種類型,z*常用的是熱偶真空計和電阻真空計,也是目前測量粗低真空的主要工具。
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