Расчет проводимости вакуумных систем

Из условия непрерывности потока газа, когда в любой момент времени количество газа, поступающего из откачиваемого объема в вакуумпровод, равно количеству газа, проходящего по вакуумпроводу, и равно количеству газа, поступающего из вакуумпровода в насос следует основное уравнение вакуумной техники.

.

Основное уравнения вакуумной техники связывает между собой три основные характеристики вакуумной системы: быстроту откачки объ­екта, быстроту действия насоса и пропускную способность трубопровода.

Из него следует, если пропускная способность трубопровода много больше быстроты действия насоса, то быстрота откачки объекта определяется, в основном, быстротой действия насоса, т. е. замена одного насоса другим, обладающим большей про­изводительностью, ведет к увеличению быстроты откачки объ­екта. Если пропускная способность трубопровода много мень­ше, чем быстрота действия насоса, то быстрота откачки объекта мало зависит от быстроты действия насоса. Чтобы уско­рить откачку, нужно увеличить пропускную способность тру­бопровода. В свою очередь пропускная способность трубопро­вода зависит от геометрических размеров (длины и диаметра) трубопровода, природы, температуры и давления откачивае­мого газа.

Пусть мы имеем участок вакуумной системы между диффузионным насосом и откачиваемым объектом, представленную на рис. 6.

Пропускную способность вакуумпровода по его длине можно рассчитать с помощью формулы

U_L =38.07 , , (23)

Где Т – температура газа; -молеклярный вес газа; L – длина вакуумпровода; d_T – диаметр трбы.

Для воздуха комнатной температуры

U_L =121 , . (24)

Пропускная способность отверстия

. (25)

Для круглого отверстия для воздуха комнатной температуры

U₀ = 91 d² , , (26)

где d – диаметр отверстия.

(Формулы для расчета проводимостей см. Розанов «Вакуумная техника» стр.67, табл.3.7 и «Вакуумная техника. Справочник – М.: Машиностроение. 1985.) При расчете U трубопровода, сечение которого отличается от круга, вводят поправочный коэффициент k'.

U = 194k' (см. Справочник стр. 38-42).

Общая пропускная способность участка вакуумной системы от насоса до откачиваемого объекта определяется по формуле

.

Конструктивные размеры элементов определяются из условия существования установившегося режима течения газа в вакуумпроводах. Режим течения газа в трубопроводе определяется по рабочему давлению откачиваемом объекте (предельное давление из задания). Находим критерий Кнудсена и по нему определяем режим.

При последовательном соединении вакуумпроводов суммарная пропускная способность определяется как

. (27)

Тогда

. (28)

Для вычисления каждой проводимости пользуемся приведенными выше формулами. По рассчитанной проводимости U₀₁ проверяем коэффициент использования насоса.

При определении размеров трубопровода его длину можно задать из условия удобства размещения элементов вакуумной системы на каркасе, где будет монтироваться установка, а диаметры трубопроводов могут быть рассчитаны из формул проводимости вакуумпровода и отверстия.

Поиск по сайту: