一、渦輪分子泵的抽氣原理
分子泵運(yùn)送氣體應(yīng)滿意二個(gè)必要條件：
1). 渦輪分子泵有必要在分子流狀況下作業(yè)。由于當(dāng)將必定容積的容器中所含氣體的壓力下降時(shí)，其間氣體分子的均勻自由程則隨之添加。在常壓下空氣分子的均勻自由程 只要 0.06 μm ，即均勻看一個(gè)氣體分子只要在空間運(yùn)動(dòng) 0.06 μm ，就可能與第二個(gè)氣體分子相碰。而在 1.3Pa 時(shí)，分子間均勻自由程可達(dá) 4.4mm 。
若均勻自由程添加到大于容器壁間的間隔時(shí)，氣體分子與器壁的磕碰時(shí)機(jī)將大于氣體分子之間的磕碰時(shí)機(jī)。
在分子流范圍內(nèi)，氣體分子的均勻自由程長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于分 子泵葉片之間的距離。當(dāng)器壁由不動(dòng)的定子葉片與運(yùn)動(dòng)著的轉(zhuǎn)子葉片構(gòu)成時(shí)，氣體分子就會(huì)較多地射向轉(zhuǎn)子和定子葉片，為構(gòu)成氣體分子的定向運(yùn)動(dòng)打下根底。
2) 分子泵的轉(zhuǎn)子葉片有必要具有與氣體分子速度鄰近的線速度。具有這么的高速度才能使氣體分子與動(dòng)葉片相磕碰后改動(dòng)隨機(jī)散射的特性而作定向運(yùn)動(dòng)。
分子泵的轉(zhuǎn)速越高，對(duì)進(jìn)步分子泵的抽速越有利。實(shí)習(xí)標(biāo)明，對(duì)不一樣分子量的氣體分子其速度越大，泵抽除越艱難。
例： H2 在空氣中含量甚徽，但由于 H2 分子具有很大的運(yùn)動(dòng)速度 ( 最可幾速度為 1557m /s) ，所以分子泵對(duì) H2 的抽吸艱難。
通過對(duì)極限真空中剩余氣體的剖析，可發(fā)現(xiàn)氫氣比重可達(dá) 85 ％，而分子量較大，而運(yùn)動(dòng)速度慢的油分子所占的比重簡(jiǎn)直為零。這即是分子泵對(duì)油蒸氣等高分子量的氣體的壓縮比很高，抽吸作用好的因素。
現(xiàn)以渦輪分子泵的一個(gè)葉片為例闡明它的抽氣原理。假定一個(gè)軸流式單葉列在分子流范圍內(nèi)以速度 V 運(yùn)動(dòng)。
設(shè) I 側(cè)為吸入側(cè)，Ⅱ側(cè)為排氣側(cè)。從 I 側(cè)向Ⅱ側(cè)運(yùn)動(dòng)的氣體分子，可分為以下幾種狀況：Ⅰ 有一有些氣體分子與葉片的端部相碰回來 I 側(cè)，一有些氣體分子直接通過葉片槽抵達(dá)Ⅱ側(cè)，還有一有些氣體分子在葉片槽內(nèi)與葉片壁相碰，其磕碰成果將使一有些抵達(dá)Ⅱ側(cè)，而另一有些氣體分子回來 I 側(cè)。
Ⅱ一樣，關(guān)于Ⅱ側(cè)來講，也有一有些氣體分子自Ⅱ側(cè)直接抵達(dá) I 側(cè)，一有些氣體分子與葉片磕碰后或回來Ⅱ側(cè)或抵達(dá) I 側(cè)。
Ⅲ如圖 21(b) 所示，當(dāng) I 側(cè)的氣體分子與葉片相碰后反射方向在α1 角內(nèi)的將又回到 I 側(cè)，而反射方向在β1 角內(nèi)的氣體分子終究將進(jìn)入到Ⅱ側(cè)或散射回 I 側(cè)，撞擊在γ1 角內(nèi)再反射的氣體分子將進(jìn)入Ⅱ側(cè)；一樣，但凡從Ⅱ側(cè)入射到葉片上的氣體分子在角α2 內(nèi)再反射的氣體分子仍回到 I 側(cè)，在角γ2 內(nèi)再反射的氣體分子將散射到 I 側(cè)，而在視點(diǎn)β2 內(nèi)再反射的氣體分子或散射到 I 側(cè)或回來Ⅱ側(cè)。
Ⅳ從α1 、α2 、β1 、β2 、γ1 、γ2 視點(diǎn)的巨細(xì)聯(lián)系能夠看出：氣體分子從 I 側(cè)終究通過葉片進(jìn)入到Ⅱ側(cè)的概率 M21 大于氣體分子從Ⅱ側(cè)終究抵達(dá) I 側(cè)的概率 M 21 且葉片的運(yùn)動(dòng)速度 V 值越大，作用越顯著，這么就完成了泵的抽氣意圖葉片的傾角α、葉片弦長(zhǎng) b 、節(jié)弦比 S0 、線速度 V 對(duì)葉列的抽氣作用都有影響。
Ⅴ 設(shè) N1 、 N2 別離表明自 I 側(cè)和 I 側(cè)入射到葉片的氣體分子流量。而用 W 表明由 I 側(cè)抵達(dá) Ⅱ側(cè)的凈氣體分子流量與入射氣體分子流量之比， W 稱何氏系數(shù)，則有 (6 · 1)
或 (6 · 2) 。
Ⅵ假定葉片兩邊溫度持平，并且氣體分子速度散布函數(shù)一樣，則N2 / N1等是密度比n2 / n1等或是壓縮比P2 / P1即：(6 · 3)
Ⅶ通過葉列的凈氣體流量為零時(shí)，可得最大壓縮比 (6 · 4) Ⅷ在壓縮比為 1 時(shí) (P2 = P1 ) ，何氏系數(shù)最大，即 (6 · 5) 。
Ⅸ實(shí)踐的渦輪分子泵都是由多級(jí)葉列串聯(lián)構(gòu)成，即按動(dòng)片、定片、動(dòng)片、……次第替換擺放的。
泵的總壓縮比是由葉列的級(jí)數(shù) 決議的。在渦輪分子泵的規(guī)劃中，應(yīng)對(duì)多級(jí)葉列的組合進(jìn)行優(yōu)化選配。
通常在泵進(jìn)口側(cè)鄰近應(yīng)挑選抽速較大的葉片形狀及尺度，其壓縮比能夠相對(duì)的小一些。在通過 幾級(jí)壓縮以后氣體壓力增加，抽速下降了，這時(shí)就應(yīng)該挑選那種壓縮比高、抽速低的葉片形狀。這么規(guī)劃能夠使整臺(tái)泵的抽氣功能得到抽速大、壓縮比高、級(jí)數(shù)少的成果。
核算分子泵葉列傳輸概率M12和M21的辦法許多。例如：積分方程法、角系數(shù)法、蒙特卡羅法、矩陣法、工程近似核算法等等。
二、 渦輪分子泵構(gòu)造特色
1) 臥式渦輪分子泵 臥式渦輪分子泵特色是其轉(zhuǎn)子主軸水平安置。這種構(gòu)造的分子泵是雙軸流的，吸氣口在兩組抽氣單元的中心，氣體吸入后，別離被擺布兩邊的葉列組合抽走。軸承別離裝在各抽氣單元的排氣側(cè)。
這種型式泵的特色是抽氣時(shí)轉(zhuǎn)子受力均勻，軸承定位、受力狀況好，運(yùn)用壽命長(zhǎng)，且軸承替換過程中，轉(zhuǎn)子方位不動(dòng)，修理便利。
