真空工程设计(第2版)(上下)
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作者杨建斌,肖祥正,闫格 等
出版社化学工业出版社
ISBN9787122415479
出版时间2022-11
装帧精装
开本其他
定价698元
货号12235649
上书时间2024-12-29
商品详情
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作者简介
刘玉魁，中国航天科技集团公司五院510研究所，总师、高工，在真空与航天领域从事研究工作近五十年。出版专著及合著6部，发表研究论文几十篇。多年来的研究成果及真空工程方面的专著，在真空及航天领域颇有影响。尤其在真空工程计算方面有所建树，奠定了我国工程设计基础。 《真空设计手册》是国内真空行业的一本重要工具书。本人是“手册”编写早期发起人之一，重要作者。自1979年问世到2004年第三版出版，历经三十多年，深受读者欢迎，被真空行业认可。我在《真空设计手册》第三版中编写的内容约占三分之一篇幅。 本人从事航天环境模拟试验设备的研制工作几十年，设计过几十台与真空和低温技术紧密相关的航天环境模拟试验设备。有扎实的理论基础与丰富的工程设计经验，在此基础上先后编写了相关国家标准及行业标准三部。这些为本书的编写打下了基础。 不同时期从事的研究工作，曾获得早年的《全国科学大会奖》以及以后的《国防科技进步奖》二、三等奖多次。
目录
上册 第1章真空概述刘玉魁 1.1真空0001 1.2真空计量单位0003 1.3真空区域划分0005 1.4真空环境特点及其应用0007 1.4.1真空环境产生压力差0008 1.4.2真空环境中氧和水含量显著减小0008 1.4.3真空环境下气体分子运动的平均自由程增大0008 1.4.4真空环境使气体分子在固体表面形成单分子层时间增长0009 1.4.5真空环境减小能量传递0009 1.4.6真空环境降低物质沸点而蒸发速率加快0014 1.4.7真空环境中材料迅速脱气0014 1.5真空系统图形符号0015 1.5.1真空泵0015 1.5.2压力测量仪表0016 1.5.3挡板与冷阱0017 1.5.4真空阀门0017 1.5.5真空容器、除尘器、过滤器0018 1.5.6真空管路及其连结0018 1.5.7真空系统图例0019 1.6真空系统设计常用术语0020 1.6.1一般术语0020 1.6.2真空泵0020 1.6.3真空泵特性0022 1.6.4真空计0023 1.6.5真空元件0024 1.6.6真空密封和真空引入线0025 1.6.7真空检漏0026 1.6.8真空系统及特性0027 第2章真空物理基础刘玉魁 2.1气体基本性质0029 2.1.1气体与蒸气0029 2.1.2玻义耳-马略特定律0030 2.1.3查理定律0031 2.1.4盖吕萨克定律0031 2.1.5道尔顿分压力定律0031 2.1.6阿伏伽德罗定律0032 2.1.7理想气体的状态方程0032 2.2气体分子运动理论0033 2.2.1分子运动论的要点0033 2.2.2气体的压力及分子动能0033 2.2.3气体分子速度0034 2.2.4气体的入射率0037 2.2.5气体平均自由程0039 2.3气体中的迁移现象0042 2.4气体的扩散0044 2.4.1气体的自扩散0044 2.4.2气体的互扩散0046 2.4.3气体的热扩散0047 2.5气体的黏滞性0048 2.5.1压力较高时黏滞流气体的黏滞系数0048 2.5.2压力较低时分子流气体的黏滞系数0050 2.6气体中的热量传递0051 2.6.1压力较高时黏滞流气体的热量传递0051 2.6.2压力较低时分子流气体的热传导0053 2.6.3辐射传热0055 2.7热流逸0056 2.8蒸发与凝结0057 2.8.1蒸发率及凝结率0057 2.8.2蒸气压0059 2.9气体在固体中的溶解0060 2.10气体在固体中的扩散0061 2.11气体在固体中的渗透0063 2.11.1渗透系数及渗透气体量0063 2.11.2各种材料的渗透性0065 2.12气体与固体的吸附0066 2.12.1物理吸附及化学吸附0067 2.12.2吸附力及吸附能0067 2.12.3吸附速率0069 2.12.4分子沿表面迁移0072 2.12.5吸附方程0073 2.13气体从固体表面的解吸0076 2.13.1解吸过程0076 2.13.2解吸速率0076 2.13.3材料出气0077 2.14气体中的放电现象0079 2.14.1气体放电特性0081 2.14.2辉光放电0084 2.14.3弧光放电0085 2.14.4高频放电0086 2.14.5电晕放电0088 2.14.6潘宁放电0088 2.15带电粒子在电磁场中的运动0089 2.15.1金属的电子发射0089 2.15.2气体电离基本原理0091 2.15.3电子在平行电场中的运动0093 2.15.4电子在径向电场中的运动0093 2.15.5带电粒子在磁场中的运动0094 2.15.6带电粒子在正交均匀电磁场中的运动0095 第3章真空获得技术与设备闫格 3.1概述0097 3.1.1真空泵基本参数0097 3.1.2真空泵型号编制方法0098 3.1.3真空泵的分类0099 3.1.4各类真空泵工作压力范围0100 3.2机械真空泵0101 3.2.1往复式真空泵0101 3.2.2水环真空泵0103 3.2.3旋片真空泵0104 3.2.4滑阀真空泵0110 3.2.5罗茨真空泵0112 3.2.6干式真空泵0117 3.2.7分子泵0129 3.2.8隔膜真空泵0136 3.3蒸汽流真空泵0137 3.3.1水蒸气喷射泵0137 3.3.2油扩散泵0139 3.3.3油扩散喷射泵0142 3.4气体捕集真空泵0142 3.4.1溅射离子泵0142 3.4.2低温泵0143 3.4.3非蒸散型吸气泵0149 3.5国产真空泵0153 3.5.1SKY干式真空泵组及溅射离子泵0153 3.5.2KYKY分子泵0155 3.5.3环球真空的真空泵产品0161 3.5.4浙真集团真空泵0167 3.5.5博开科技DZB系列低温泵0170 3.5.6纪维无油涡旋真空泵0172 3.5.7华特HTFB复合分子泵0174 3.5.8上海真空泵厂真空泵0174 3.5.9南光机器F型分子泵及2XZ型及2X型旋片式真空泵0176 3.5.10国产Z型系列油扩散喷射真空泵0177 3.5.11国产K型系列油扩散真空泵0177 3.5.12淄博真空设备厂真空泵0184 3.5.13海乐威真空泵产品0185 第4章真空工程中制冷与低温技术基础杨建斌 4.1概述0188 4.2低温制冷技术基础概念0189 4.3获得低温的方法0191 4.3.1相变制冷0192 4.3.2气体绝热膨胀制冷0192 4.3.3半导体制冷0193 4.4制冷低温工质及载冷剂0193 4.4.1制冷工质0194 4.4.2载冷剂0202 4.4.3低温工质0213 4.4.4低温工质物性数据0219 4.5蒸气压缩循环制冷0280 4.5.1单级蒸气压缩循环制冷0280 4.5.2复叠式蒸气压缩制冷循环0286 4.5.3内复叠式蒸气压缩制冷循环0288 4.6气体液化制冷技术0289 4.6.1气体液化循环0289 4.6.2低温液体在冷却中的应用0292 4.7气体循环低温制冷技术0296 4.7.1逆布雷顿循环低温制冷系统0296 4.7.2逆斯特林循环制冷系统0298 4.7.3吉福特-麦克马洪（G-M）制冷机0300 4.7.4脉管制冷机0302 4.8制冷设备0305 4.8.1压缩机0305 4.8.2换热器0311 4.8.3节流元件及膨胀机0318 4.8.4辅助设备0322 第5章真空测量仪器肖祥正冯焱 5.1真空计的分类0328 5.2弹性变形真空计0328 5.2.1布尔登规(真空压力表)0329 5.2.2薄膜真空计0329 5.3石英真空计0330 5.3.1石英真空计的工作原理0330 5.3.2石英晶振谐振阻抗的测量0330 5.4热传导真空计0331 5.4.1电阻真空计（皮拉尼真空计）0331 5.4.2热偶真空计0333 5.4.3热传导真空计的优缺点0334 5.5热阴极电离真空计0334 5.5.1普通热阴极电离真空计0334 5.5.2B-A真空计0335 5.6冷阴极磁控放电真空计（潘宁真空计)0337 5.7四极质谱计0338 5.7.1四极质谱计的结构0338 5.7.2四极质谱计的工作原理0338 5.7.3四极质谱计的主要性能指标0341 5.7.4四极质谱计的工作模式0343 5.7.5气体成分的判别0344 5.7.6分压力的计算0346 5.8真空质量监控仪0347 5.8.1工作原理0347 5.8.2系统的标准配置0348 5.8.3835VQM质谱仪的特性0349 5.9磁偏转质谱计0350 5.9.1磁偏转质谱计的结构0350 5.9.2磁偏转质谱计的工作原理0351 5.9.3磁偏转质谱计的主要性能指标0351 5.10国产各类真空计主要技术性能0353 5.11质量流量计0360 5.11.1MFC用途和特点0360 5.11.2热式MFC工作原理0360 5.11.3MFC使用0360 5.11.4国内外MFC发展状况介绍0361 5.11.5MFC在真空设备中的典型应用和注意事项0365 5.11.6北京七星华创电子股份有限公司质量流量计0365 第6章低温测试技术石芳录 6.1概述0366 6.1.1低温范围划分及获得0366 6.1.2温度标准与传递0367 6.2低温温度测量0369 6.2.1低温温度计原理及分类0369 6.2.2低温温度计的选型及应用0370 6.2.3几种常用低温温度计0371 6.2.4低温温度测试技术的近期新发展0389 6.3低温介质液面测量0391 6.3.1浮子式液面计0391 6.3.2压差式液面计0392 6.3.3电容式液面计0394 6.3.4电阻式液面计0395 6.3.5超声波液面计0397 6.4低温介质流量测量0398 6.4.1节流式流量计0398 6.4.2涡轮流量计0399 6.4.3涡街流量计0401 6.4.4螺翼式流量计0403 6.4.5超声流量计0404 6.4.6热式和角动量式流量计（质量流量计）0404 6.4.7低温流量计的标定0405 6.5低温介质的压力测量0408 6.5.1压力概念及定义0408 6.5.2液柱式压力计0408 6.5.3弹性式压力计0409 6.5.4压力变送器及应变式压力计0410 6.5.5低温压力测量及测压设备的安装0413 第7章真空装置热计算基础刘玉魁 7.1热传导0415 7.1.1通过平壁的导热0415 7.1.2圆筒壁的导热0416 7.1.3各种类型热传导简图及热量计算公式0416 7.1.4金属材料热导率0419 7.1.5非金属材料热导率0420 7.1.6保温材料的热导率0423 7.1.7接触热阻0424 7.2低压下气体分子热传导0425 7.3辐射传热0428 7.3.1一个表面被另一个表面全包围辐射换热0429 7.3.2两平行表面之间辐射换热0429 7.3.3两个表面之间置入n块辐射屏0430 7.3.4各种材料的发射率0430 7.4辐射换热角系数及其基本特性0437 7.4.1辐射换热角系数概念0437 7.4.2辐射换热角系数基本特性0437 7.4.3微元面对有限面的角系数0439 7.4.4有限面对有限面的角系数0442 7.5对流换热0446 7.5.1计算传热系数所用特征数0447 7.5.2传热系数计算基本公式0448 7.5.3管内受迫流动换热关联式0450 7.5.4外掠单管换热准则关联式0451 7.5.5外掠管束0451 7.5.6热计算用的气体及液体物理性质0452 7.5.7流体沿平板及圆板自然对流与强迫对流时传热系数计算0455 7.5.8空气中自然对流传热系数0456 7.6真空绝热0456 7.6.1高真空绝热0456 7.6.2真空多孔绝热0456 第8章真空管路流导计算刘玉魁 8.1气体流量、流阻、流导的基本公式0459 8.2流量单位0459 8.3应用列线图和曲线计算管道串联时的流导和泵的有效抽速0459 8.4气体沿管道的流动状态0460 8.4.1湍流0461 8.4.2黏滞流0461 8.4.3分子流0461 8.4.4黏滞-分子流0462 8.4.5湍流与黏滞流的判别0462 8.4.6黏滞流、黏滞-分子流和分子流的判别0463 8.5黏滞流时孔的流导0463 8.6分子流时孔的流导0464 8.6.1圆孔0464 8.6.2矩形薄壁窄缝0465 8.6.3管道中隔板上的小孔0465 8.6.4缩孔0466 8.7黏滞流时管道的流导0466 8.7.1圆截面长管0466 8.7.2圆截面短管0468 8.7.3矩形及正方形截面管道0468 8.7.4环形截面管道0470 8.7.5偏心圆环0470 8.7.6椭圆形截面管道0471 8.7.7径向辐射流结构流导0472 8.7.8各种气体的流导关系0472 8.8分子流时管道的流导0473 8.8.1圆截面长管0473 8.8.2圆截面短管0475 8.8.3环形截面管道0475 8.8.4椭圆形截面管道0476 8.8.5锥形管道0476 8.8.6扁缝形管道0477 8.8.7矩形管道0477 8.8.8等边三角形截面管道0478 8.8.9变截面及匀截面管道0478 8.8.10弯管0479 8.8.11径向辐射流结构的流导0479 8.8.12各种气体的管道流导关系0480 8.9分子流、黏滞流时对20℃空气，孔和管道的流导汇总0480 8.10黏滞-分子流时管道的流导0482 8.10.1圆截面管道0482 8.10.2矩形截面管道0483 8.11湍流圆截面管道流导0484 8.12以克劳辛系数计算管道流导0484 8.13挡板的流导0485 8.14用传输概率计算流导0487 8.15分子流下复杂管路的流导和传输概率0492 8.15.1两截面相同的管道串联0492 8.15.2两截面相同的管道中间连接一个大容器0492 8.15.3管道与小孔组合后的传输概率0493 8.15.4两管道中间有小孔时管路传输概率0493 8.15.5两个截面不同的管道串联后的传输概率0493 8.16分子流管道传输概率0493 8.16.1圆截面管传输概率0493 8.16.2圆锥管传输概率0494 8.16.3球台管传输概率0495 8.16.4圆截面短管传输概率0495 8.16.5环形截面短管传输概率0495 8.16.6矩形管传输概率0496 8.17蒙特卡洛法计算真空元件传输概率0497 8.17.1原理0497 8.17.2直圆管道传输概率的TPMC模拟计算示例0498 8.17.3利用Molflow软件计算挡板在分子流态下的传输概率0501 8.17.4利用OpenFOAM软件计算挡板在过渡流态下的流导0502 第9章真空系统设计刘玉魁 9.1真空系统设计原则0504 9.2真空系统设计中的主要参数0505 9.2.1真空室的极限压力0505 9.2.2真空室的工作压力0506 9.2.3真空室抽气口处真空泵的有效抽速0507 9.3真空室抽气时间计算0509 9.3.1低真空及中真空下抽气时间计算0509 9.3.2高真空下抽气时间计算0513 9.3.3真空室压力下降至初始压力的1/2、1/10和1/e时的抽气时间0514 9.4稳定或瞬变过程的平衡压力0514 9.5细长真空室内压力分布0515 9.6主泵及前级泵配置0516 9.6.1主泵选择及抽速计算0516 9.6.2前级泵的配置及抽速确定0517 9.6.3粗抽泵抽速确定0518 9.7油扩散泵抽气系统0518 9.7.1扩散泵抽气系统的构成0518 9.7.2油封真空泵的运行0519 9.7.3扩散泵的运行0522 9.8涡轮分子泵抽气系统0525 9.8.1涡轮分子泵抽气系统的构成0525 9.8.2涡轮分子泵抽气系统运行0527 9.9溅射离子泵抽气系统0528 9.9.1溅射离子泵抽气系统的构成0528 9.9.2溅射离子泵抽气系统的运行0529 9.9.3溅射离子泵的使用与维护0529 9.9.4分子筛吸附泵的使用与维护0530 9.10低温泵抽气系统0530 9.10.1低温泵抽气系统的构成0531 9.10.2低温泵抽气系统的运行0532 9.11超高真空系统设计0532 9.11.1超高真空系统的特点0532 9.11.2材料选择0533 9.11.3表面化学清洗及烘烤0534 9.11.4抽气技术0534 9.11.5超高真空装置实例0535 9.12材料出气率测量装置真空系统0548 9.12.1德国装置真空系统0549 9.12.2日本装置真空系统0549 9.12.3中国科学技术大学装置真空系统0551 9.12.4中国科学院近代物理研究所装置真空系统0551 9.12.5兰州空间技术物理研究所装置真空系统0552 9.13气体微流量测量装置真空系统0552 9.13.1德国物理技术研究院装置真空系统0552 9.13.2意大利国家计量研究所装置真空系统0554 9.13.3韩国标准科学研究院装置真空系统0555 9.13.4中国计量科学研究院装置真空系统0555 9.13.5兰州空间技术物理研究所装置真空系统0556 9.14真空计量标准装置真空系统0556 9.14.1静态膨胀法真空标准装置0556 9.14.2动态流量法装置0557 9.14.3程控式真空规校准装置0557 9.14.4超高真空校准装置0558 9.14.5分压力测量校准装置真空系统0559 9.14.6漏孔漏率校准真空系统0559 9.14.7定向流真空校准装置真空系统0562 9.15气冷式直排大气罗茨泵抽气系统0562 9.15.1气冷罗茨泵选型影响因素0562 9.15.2气冷罗茨泵组的极限压力及工作压力0563 9.16罗茨真空泵机组0564 9.16.1概述0564 9.16.2国产罗茨真空泵机组技术性能、曲线、外形尺寸0568 9.17扩散泵真空机组0583 9.17.1概述0583 9.17.2国产扩散泵真空机组外形尺寸与基本参数0584 第10章真空容器设计刘玉魁 10.1真空容器设计简述0594 10.1.1真空容器总体设计要求0594 10.1.2真空容器的焊接要求0595 10.1.3真空容器检漏0595 10.1.4圆筒体的形位偏差0595 10.1.5真空室门的设计0596 10.1.6真空室水冷套设计0598 10.1.7真空室中换热计算0599 10.2真空容器强度计算0601 10.2.1薄壳0601 10.2.2设计压力0601 10.2.3壁厚附加量0601 10.2.4容器的最小壁厚0601 10.2.5许用应力0602 10.2.6焊缝系数0603 10.2.7开孔削弱系数0604 10.3真空容器壳体壁厚计算0605 10.3.1圆筒形壳体0605 10.3.2球形壳体0608 10.3.3锥形壳体0608 10.3.4箱形壳体0609 10.3.5椭圆球形壳体0614 10.3.6环形壳体0615 10.4外压圆筒和球壳壁厚计算公式0617 10.4.1外压圆筒和外压管子0617 10.4.2外压球壳0619 10.5外压圆筒体加强圈设计0627 10.5.1概述0627 10.5.2图表法计算加强圈0627 10.6容器开孔补强设计0628 10.6.1概述0628 10.6.2封头开孔补强0629 10.6.3外压容器的开孔补强0630 10.6.4内压圆筒体开孔补强0630 10.6.5开孔补强计算0630 10.6.6并联开孔的补强0631 10.6.7补强方法0631 10.6.8加强圈0632 10.7外压封头壁厚计算0636 10.7.1外压球形封头0636 10.7.2外压凸形封头0636 10.7.3锥形封头0638 10.7.4平盖0638 10.7.5井字加强圆形球盖0641 10.8受压平板的应力与挠度计算0642 10.8.1概述0642 10.8.2矩形平板中心应力及挠度0643 10.8.3圆形平板中心应力与挠度0644 10.8.4圆环形平板0645 10.8.5受压平板应用示例0649 10.9容器支撑结构焊缝强度计算0652 10.9.1焊缝受力计算0652 10.9.2焊缝受力应用示例0654 10.10容器封头0655 10.10.1容器封头的类型代号及标记方法(摘自JB/T 4746—2002)0655 10.10.2封头成型厚度减薄率允许值0656 10.10.3容器封头直边的倾斜度、外圆周公差及内直径公差0657 10.10.4容器封头内表面积、容积与质量计算0658 10.11椭圆形及碟形封头绘制0693 10.11.1椭圆形封头绘制0693 10.11.2碟形封头绘制0694 10.11.3椭圆形封头上某一点准确位置确定0695 第11章低温容器设计与低温材料刘玉魁张英明 11.1低温容器设计要点0696 11.2容器几何尺寸优化0697 11.3内胆及外壳壁厚计算0699 11.3.1内胆为圆筒形壳体0699 11.3.2内胆为球形壳体0699 11.3.3内压封头壁厚计算0699 11.4内胆壁厚计算数据表0702 11.5低温容器的换热计算0706 11.5.1低温容器的换热方式0706 11.5.2气体导热0707 11.5.3真空中支撑结构的传热0707 11.5.4杜瓦瓶颈管冷损0708 11.5.5热辐射引起的冷损0708 11.5.6低温容器绝热结构0708 11.6低温容器制造主要工艺0710 11.6.1低温容器的粘接工艺0710 11.6.2低温容器使用的吸附剂0711 11.6.3绝热结构安装0715 11.7低温容器绝热材料0715 11.7.1堆积绝热材料0716 11.7.2真空粉末绝热材料0718 11.7.3高真空多层绝热材料0719 11.8低温容器材料0719 11.9低温密封材料0721 11.10材料的低温物理性能0722 11.11低温容器0726 11.11.1高真空绝热低温容器0726 11.11.2真空粉末绝热低温容器0727 11.11.3真空多层绝热低温容器 0734 11.11.4高真空多层绝热低温液体气瓶0735 11.11.5液氮生物容器0737 11.12低温液体运输槽车0738 11.13气化器0740 11.14减压装置0741 第12章真空容器的分析设计柏树 12.1应力分析0744 12.2应力分类0744 12.2.1一次应力0745 12.2.2二次应力0745 12.2.3峰值应力0745 12.2.4各类应力的应力强度许用值0745 12.3真空容器的结构失稳0746 12.4真空容器的有限元分析0746 12.4.1有限元法简介0746 12.4.2ANSYS简介0748 12.5Workbench平台介绍0751 12.6真空容器分析设计实例0752 12.6.1几何建模、网格与单元0752 12.6.2载荷与约束的施加0753 12.6.3计算结果0753 12.6.4容器稳定性分析0755 12.6.5小结0756 第13章真空阀门魏迎春 13.1概述0758 13.2真空阀门的型号编制、型式及基本参数0759 13.3电磁真空带充气阀0761 13.3.1电磁真空带充气阀原理与用途0761 13.3.2电磁真空带充气阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）0761 13.4电磁高真空挡板阀0762 13.4.1电磁高真空挡板阀原理与用途0762 13.4.2电磁高真空挡板阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）0762 13.5电磁高真空充气阀0763 13.5.1电磁高真空充气阀原理与用途0763 13.5.2电磁高真空充气阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）0763 13.6高真空微调阀0764
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