真空系統設計（簡體書）

《真空系統設計》適合于真空技術及工程、真空應用設備的設計制造以及與真空技術有關的行業從事真空系統設計、系統操作與維護的技術人員閱讀，也可作為大專院校相關專業師生的教材及參考書。

1 真空系統的組成與設計概述
1.1 真空系統的形式與組成
1.1.1 真空系統的形式
1.1.2 真空系統的組成
1.2 真空機組
1.2.1 低真空抽氣機組
1.2.2 中真空抽氣機組
1.2.3 高真空抽氣機組
1.2.4 超高真空抽氣機組
1.3 典型真空系統
1.3.1 粗真空系統
1.3.2 低真空系統
1.3.3 中真空系統
1.3.4 高真空系統
1.3.5 超高真空系統
1.4 真空系統設計概述
1.4.1 真空系統設計的已知條件
1.4.2 真空系統設計計算的一般程序
1.4.3 真空系統設計的基本原則及注意事項

2 真空系統組成元件
3 真空密封連接
4 真空中氣體的流動狀態及判別
5 真空管路的流導計算
6 真空系統抽氣時間與壓力計算
10 真空系統結構設計與清潔衛生
11 真空系統的安裝調試與操作維修

目前，國外已經開發出很多真空系統設計的分析軟件了，例如，斯坦福大學直線加速器中心的Volker Ziemann提出的VAKTRAK真空系統設計軟件；Vecorus的Vacuum Engineering Software VacMaster軟件；European Synchrotron Radiation Facility研發的MolFlow軟件，該軟件進行三維建模，也能導人三維建模軟件的模型進行分析計算，而在MolFlow基礎上研發的MolFlow+更是能夠模擬分子流，獲取壓力分布圖、泵的有效抽速、吸附分布等參數。功能強大的MolFlow軟件主要利用了蒙特卡洛算法對模型進行分析計算，從而獲取相關的參數。蒙特卡洛的基本算法見8.3節。
8.3蒙特卡洛模擬方法在真空系統設計中的應用
8.3.1 蒙特卡洛模擬方法的特點及應用
微觀粒子在真空中以及在真空與固體交界面上的運動是“隨機現象”（如真空中氣體分子的空問碰撞）。就單個粒子而言，其運動是隨機的（如一個氣體分子飛行多長距離后發生碰撞），具有偶然性，但是大量的粒子的運動就表現出某種統計的規律性（如大量氣體分子自由程表現為負指數分布），具有必然性，因此，微觀粒子的隨機運動是這種必然性和偶然性的統一體。基于這樣的一種觀點，在真空技術中引入了一種稱為蒙特卡洛的方法。
蒙特卡洛模擬計算法是一種實驗數學方法，其基本內容是用數學方法產生隨機變量的樣本。它把實際問題結構成一種概率統計模型，并定義一個隨機變量，使其概率分布或數字特征恰好等于模擬問題的解，再確定一個隨機抽樣方法，在計算機上進行數學模擬，再把每次模擬試驗結果進行統計，最后計算出概率，即為問題的解。
蒙特卡洛模擬方法與其他數值計算方法相比，有以下特點：
（1）模擬過程靈活，受問題條件的限制較小，模擬時可以不管問題是否能用簡單表達式寫出，也不必要求寫出隨機變量的分布函數和概率密度函數。
（2）其誤差估計具有概率特征。蒙特卡洛方法的模擬計算結果的誤差是概率誤差，誤差值的大小與試驗次數的平方根成反比。因此，要想提高模擬精度，增加模擬次數，即增加計算時間即可。此外，有可能會出現計算條件一樣，計算所得的結果出現微小變動的情況，這主要是由于計算過程中使用了大量的隨機數造成的，對整體模擬結果影響不大。