lekciya_2.ppt

газа

тепла за счет теплопроводности труб, опор, подвесок, измерительных проводов, токовводов;
Лучистый

теплообмен.

различных газов при давлении 1 Па

Кнудсена различают вакуум низкий, средний и высокий.

Критерий Кнудсена или число

Кнудсена определяется как
 
Kn = l/dэф

l - средняя длина свободного пробега молекул газа
dэф - эффективный размер вакуумной системы

Для сферического сосуда диаметром D эффективный размер камеры dэф = 2/3D ,
для трубы бесконечной длины диаметром D dэф = D,
для двух бесконечных параллельных плоскостей, расположенных на расстоянии друг от друга, dэф = 2D.

газа, при котором взаимные столкновения между молекулами преобладают над столкновениями

молекул газа со стенками вакуумной камеры. Такое состояние газа соответствует условию Kn<<1. При этом длина свободного пути молекул газа значительно меньше размеров вакуумной камеры.

Средний вакуум – это состояние газа, когда частоты соударений молекул друг с другом и со стенками вакуумной камеры одинаковы, при этом l ≈ dэф, а Kn ≈ 1.

Высокий вакуум – это состояние газа, при котором столкновения молекул газа со стенками вакуумной камеры преобладают над взаимными столкновениями молекул газа. При этом Kn>1.
Условие существования среднего вакуума можно записать в виде 5⋅10-3 В криогенной технике интерес представляет только ситуация высокого вакуума.

ограничивающей стенкой между ними не происходит полного обмена энергией, что

характеризуется
коэффициентом аккомодации Кнудсена α.

Коэффициент аккомодации α характеризует неполноту обмена энергией между молекулами газа и поверхностью.

Коэффициент аккомодации зависит от природы газа и твёрдого тела. На его величину также оказывают влияние температура, состояние поверхности твёрдого тела, наличие на ней адсорбированных газов и т.д.

чистых металлических поверхностях

поверхностями (концентрические сферы, коаксиальные цилиндры, параллельные пластины), обусловленного теплопроводностью остаточного

газа в режиме l>>d, рассчитывается как

где q в Вт/м2; R = 8310 Дж/(К⋅кмоль) – универсальная газовая постоянная; μ – молярная масса газа; р – давление; γ = Сp/Cv – показатель адиабаты; T – температура, измеренная в месте регистрации давления;

и вогнутой поверхностей соответственно;

S1, S2 – площади поверхностей выпуклого

и вогнутого тела.

поверхностями
где р в паскалях. Или:
где р в мм рт.ст.

μ для газов и принять Т = 295К
где q

в Вт/м2; р – давление в мм рт.ст.;
константа С безразмерна и равна
С=160 для воздуха, азота; С=283− для гелия.

при давлении ниже 10-6 мм рт.ст. теплопроводностью остаточного газа можно пренебречь