洁净真空系统中污染物扩散沉降规律研究

发布时间：2017-07-07 11:01

  本文关键词：洁净真空系统中污染物扩散沉降规律研究

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【摘要】：真空系统中的污染物质在一定条件下会在真空中释放,经扩散,吸附、沉降到真空室、光学元件等表面,导致系统污染、元件性能下降和其他一些负面影响,并致使整个真空系统中不同位置的污染程度不同。为保护关键元件不受污染,需要研究真空系统运行过程中污染物在空间中的分布情况。本课题研究对需要洁净真空环境的研究和应用具有重要价值。论文首先进行模拟研究。根据真空中污染物扩散沉降运动的理论基础,建立静态真空和动态真空下的自由分子流的数学模型,分别进行模拟。对静态真空条件下不同污染源饱和蒸汽压、污染源形状及污染源位置进行模拟。结果表明,污染源位置的影响最大,越靠近污染源的污染物最多；污染源形状对污染物扩散分布有一定影响;污染源饱和蒸汽压对空间相对分布没有太大影响；高真空下的分子态气体污染物重力引起的沉降作用对污染物扩散分布的影响较小。对动态真空条件下不同真空泵抽速、污染源位置及抽气口位置进行模拟。结果表明,污染源位置的影响很大,空间中越靠近污染源的位置污染物越多；真空泵抽速对污染物分布有影响,抽速越大,抽气口附近的污染物分子减小越多：抽气口位置对污染物分布有影响,距离真空泵抽气口最近的位置受抽气影响最大,其分子数密度下降最多。实验研究在动态真空环境下进行。结果表明,污染源位置起主要作用,越靠近污染源的位置污染物越多；真空泵抽速和抽气口位置也对污染物分布有较大的影响。实验研究结果与模拟研究结果有较好的一致性。本论文建立了一种对真空系统中污染物扩散分布的有效分析方法,令真空舱中抽象的污染物分布情况可视化,更直观地体现空间不同位置的污染物浓度,对洁净真空下污染物分布研究具有指导意义,为污染物控制的实际应用提供了研究方向。
【关键词】：洁净真空 污染物 扩散 模拟
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB79
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 洁净真空系统中的污染物概述8-11
• 1.2.1 洁净真空系统中污染物的来源8-10
• 1.2.2 洁净真空系统中污染物的影响10-11
• 1.3 国内外研究现状11
• 1.4 课题研究的意义11-12
• 1.5 课题研究思路及主要内容12-13
• 第二章 洁净真空系统中污染物扩散沉降规律的理论基础13-25
• 2.1 稀薄气体状态的判别13-14
• 2.2 高真空系统中气体运动分布状态及影响因素14-25
• 2.2.1 稀薄气体运动基本理论14-19
• 2.2.2 平衡态19-20
• 2.2.3 非平衡态20-22
• 2.2.4 气体分子和壁面的相互作用22-24
• 2.2.5 影响因素24-25
• 第三章 真空中污染物扩散沉降过程的二维模拟研究25-45
• 3.1 理论模型的建立25-27
• 3.1.1 研究对象的介绍25
• 3.1.2 真空环境下自由分子运动的数学模型25-27
• 3.1.3 仿真软件简介27
• 3.2 静态真空条件下的污染物扩散沉降模拟27-37
• 3.2.1 静态真空状态分析27
• 3.2.2 数学模型和边界条件27-28
• 3.2.3 模拟内容28-36
• 3.2.4 小结36-37
• 3.3 动态真空条件下的污染物扩散沉降模拟37-45
• 3.3.1 动态真空状态分析37
• 3.3.2 数学模型和边界条件37
• 3.3.3 模拟内容37-44
• 3.3.4 小结44-45
• 第四章 真空系统中污染物扩散沉降过程的实验研究45-48
• 4.1 实验方案45
• 4.2 真空系统污染物采集实验装置45-46
• 4.3 真空系统污染物扩散分布实验结果与分析46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 总结48-49
• 5.2 展望49-50
• 致谢50-52
• 参考文献52-54
• 作者简介54

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本文编号：529883