低溫冷凝泵的抽氣特性
1、低溫冷凝泵的理論抽速
圖：低溫冷凝泵的理論抽速計算公式
式中 A為冷卻面的面積cm2;Tg為被抽氣體溫度K;M為被抽氣體分子量;R為氣體常數(shù)。如果抽20oC空氣，則Smax= 11.6A(L/scm2)，若冷面為9m2，其最大抽速可達106(L/s)。
2、低溫冷凝泵的實際抽速
從(7)式可見，最大理論抽速與容器中的壓強和冷面溫度無關(guān)，這是不可能的。實際上對低溫冷凝泵來說，當(dāng)被冷凝泵抽除的氣體壓強等于冷凝物在低溫表面溫度下的平衡壓強時，冷凝泵就失去了抽氣能力，抽速為零。因此，泵的實際抽永遠小于理論抽速。
(1)被抽氣體壓強和冷面溫度對抽速的影響：
低溫冷凝泵的實際抽速計算公式
式中Pg為被抽氣體壓強(Pa);Ps為在冷面溫度下，被抽氣體的蒸汽壓強(Pa);Ts為冷面溫度(K)。
(2)凝結(jié)系數(shù)對冷凝泵抽速的影響
Sa= a·Spt (9)
式中 a是凝結(jié)系數(shù)，其值受很多因素影響。一般由實驗確定。例如300K的H2O，打在77K冷面上a=0.92;He打在4.2K5A分子篩上a=0.7;H2打在4.2K銅板上a=0.5～0.75等等。
(3)屏蔽通導(dǎo)對抽速的影響：低溫泵為減少低溫介質(zhì)消耗，減輕低溫板的熱負(fù)荷，往往在低溫板周圍加上輻射屏，這時低溫泵的抽速要受到輻射屏流導(dǎo)的影響。
1/Su = 1/Sa + 1/u (10)
式中Su為考慮輻射屏后低溫泵的抽速(L/s);u為輻射屏的通導(dǎo)(L/s);Sa為無輻射屏低溫板的實際抽速(L/s)。
(4)凝結(jié)層對冷凝泵抽速的影響：冷凝泵在工作一段時間以后，低溫表面上將凝結(jié)一定厚度的固態(tài)氣體層。對冷凝泵的抽速有一定影響。其影響主要取決于冷凝層的性質(zhì)，也就是取決于冷凝層的結(jié)構(gòu)和類型。冷凝層的導(dǎo)熱率是冷凝層的類型和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜函數(shù)。如果沉積速率低，冷凝層可以有一個玻璃狀外表，凝結(jié)層熱傳導(dǎo)好，對抽速幾乎無影響;如果沉積速率高，冷凝層出現(xiàn)類似雪花狀結(jié)構(gòu)，熱傳導(dǎo)不好，會降低抽速，但對捕集非凝結(jié)性氣體是有利的。
3、低溫冷凝泵的極限壓強
達到極限壓強時，泵的抽速為零。從(8)式可得：
低溫冷凝泵的極限壓強計算公式
式中Pg為極限壓強(Pa);Tg為被抽氣體溫度(K);Ts為冷凝面溫度(K);Ps為冷凝物上的蒸汽壓(Pa)，其值隨溫度而變化。
低溫泵的極限真空度可達10-3Pa。
4、低溫泵的降溫時間
降溫時間是閉循環(huán)小型制冷機低溫泵的主要技術(shù)指標(biāo)之一。降溫時間與技術(shù)水平有關(guān)，還要考經(jīng)濟性。目前國內(nèi)外的產(chǎn)品中，小型泵的降溫時間一般不超過90min，大型泵不超過180min。
5、低溫泵的工作壽命
(1)再生壽命：泵使用到必須加熱再生的時間。
低溫泵再生壽命計算公式
式中D = ρK (Ts - Tw);A為冷凝面面積cm2;K`為凝結(jié)熱J/g;m為凝結(jié)量g/s;ρ為凝結(jié)物密度g/cm3;Ts為凝結(jié)層外表面溫度(K);Tw為冷凝面溫度(K);K為凝結(jié)物的熱傳導(dǎo)率(W/cm·K)。
(2)貯槽式泵的裝填壽命：充裝一次制冷制所能工作的時間。
t = V / Qv (13)
式中V是裝冷劑的容積L;Qv為單位時間制冷劑的耗量L/s。
(3)吸附泵的工作壽命：吸附板兩次活化(再生)所間隔的時間。
tmax = Vm /SP (14)
式中V為吸附容量，可根據(jù)吸附等溫線確定(Pa·L/kg);m為吸附劑質(zhì)量(kg);S為抽速(L/s);P為泵入口壓強(Pa)。
為了在再生時不產(chǎn)生有爆炸危險的混合氣體，每m3泵室容積中氫含量不應(yīng)超過安全界線，通常為1600～6600Pa·m3。一般在泵上都裝有安全閥。
