
气体沿管道的流动状态可分为四种:湍流、粘滞流、粘滞-分子流、分子流。
当气体的压力和流速较高时,气体流动是惯性力在起作用,气体流线不直,也不规则,而是处于旋涡状态,即旋涡时而出现,时而消失。管路中每一点气体的压力和流速随时间而变化。气体分子的运动速度和方向与气流的平均速度和气流的方向大致相同。管道中的流量与气体压力梯度的平方根成正比。
湍流仅在粗抽泵开始工作的一瞬间才出现。粗抽泵在大气压附近工作时就会形成湍流。除了特别大的真空容器外,一般湍流持续的时间很短,因而计算时通常不考虑这一流动状态。
粘滞流出现于气体压力较高、流速较小的情况下。它的惯性力很小,气体的内摩擦力起主要作用。此时流线的方向变为直线,只是在管道的不规则处稍许弯曲。管道中气体的流量与压力梯度成正比。即与管道两端压力的平方差成正比。
管道中各层气体具有不同的速度,流动层次分明。管壁附近的气体几乎不流动,一层气体在另一层气体上滑动,流速的最大值在管道的中心。气体分子的平均自由程比管道截面线性尺寸小得多。
分子流出现于管道内压力很低,气体分子的平均自由程远大于管道直径的情况下。此时,气体分子的内摩擦已不存在,分子间的碰撞可以忽略,分子与管壁之间碰撞频繁。气体分子沿管道作热运动,分子自由而独立地通过管道。通过管道的气体流量与管道两端的压力差成正比。
介于粘滞流和分子流之间的流动状态称为粘滞-分子流,也称过渡流。它在压力不太高,气体分子平均自由程λa≈d时发生。
对于漏孔来说,由于漏孔形状相当复杂,因此通过漏孔的气流状态判别起来是比较困难的。据有关资料介绍,当漏孔直径d>5μm时,可以认为是粘滞流,对应漏率为10⁻⁶ Pa.m³/s以上。当漏孔直径d<lpm时认为是分子流,对应漏率为10⁻⁹ Pa.m³/s以下。对于铂丝-玻璃标准漏孔来说,当漏量小于10⁻7 Pa.m³/s时为分子流。