Фролов Е.С. - Вакуумная техника, страница 14

чета, то расчет заканчивают; если )у меньше этого числа, то рассматривают движение следующей молекулы с мо. мента старте (блок б). При попадании молекулы на паверхностк цилиндров снова определяют направление движения (блок У) для молекулы, стартующей с поверхностей цилиндров, но в данном случае а — это угол между нормалью к поверхности цилиндра в точке столкновения и направлением траектории. В блоке 1О вычисляют координаты столкновения молекул с поверхностями цилиндров, иак в блоке б. В зависимости от координат столкновения молекула может напасть в сечение зыхаха (блок 8), сечение входа (блок 12) илн снова на поверхности цилиндров (блок 7). При попадании на поверхность цилиндров н сечение выхода процесс расчета ведут со.

гласно рассмотренной процедуре. При попадании молекулы нэ паверхнагть входа (блок 72) движение мальку.хы также считают законченным. Прнбзв. лают единицу к числу Лl н, считая, что молекула не прошла через элемент вакуумной системы, сравнивают (блок 13) число Ф с заданным. Определив вероятность Р па формуле (3.37), вычисляют проводимость при Р = а. В ряде случаев расчет вакуумной системы можно значительно упростить, используя графазналнтнческий метод моделирования иа плоскости (37). При сокрзшеяном числе испытаний (до 150) погрешность этоса метода не превь*шаст ~10%, Расчетная модель нз плоскости атли. чается ат реальной условным диаметром ((' прн тай же длине 1: для круглого сечения ((' == 0,25п((; для сечения, отличающегося ат круга, ((' .= й'ируП, где а', Р, П вЂ” см. уравнение (3.24).

При выполнении рзсчетной модели вакуумчой системы, состоящей из элементов с раэнымн диаметрами Мь отношение условных диаметров ((;/!(;+, должно быть пропорционально отношению площадей поперечных сечений эгнх участков: !х! Ы(ч ! = Р,./Р! = (У;Р(х(+(. При этом длину йаследующего участка изменяют в том же соотношении для сохранения отношения проводимостей этих участков, Кроме того, если условный диаметр ((' наследующего элемента расчетной модели на плоскости ие изменяют, то его условную длину увеличивают в 4/я рвз.

После построения расчетной модели нз плоскости в соответствии с рассчитанными размерами моделируют процесс движения молекул газа в модели, графически просчежнвая нх траектории, от сечения входа до сечения входа н выхода. На начальном этапе моделирования определяют координаты начала дви. жения молекулы. Сечение входа плоской модели разбивают на 2т равных частей (например, 18), что соответствует разделению входного сечения реальной вакуумной системы нз ш (9) колец шириной 1)ш (1)9) радиуса илн иа 2ш (18) полуколец.

Вероятность того, чго координаты качала движения молекулы принадлежат области, огра. инчсннай каким-либо полукольцом (саатнетствевно интервалом на расчетной модели), пропорциональна плошади Р! ртаго полукольце, т. е. часть Ф! молекул из нх общего числа й) начинает движение с поверхности полукольца Р( в )У(г)х( = Р)IР. Используя последовательность слу. чайных чисел от 1 да 18 (прил.1) для выбора места молекулы во входном сечеивн, определяют номер участка сечения входа расчетной модели.

вз центра которого начинает движение молекула газа. Так, первое число 16 означает, что нзчзло движения центр !5-го участка сечения входа. Направление дянжения молекулы определяют с использованием денных, приведенных в прил. 2. Паследаза. тельиасть случайных чисел от 1 до 17 учитывает диффузный аэкон страже. пня молекул от поверхности илк вход молекулы через входное сечение.

Так, первое число 12 означает, что угол а, отсчитываемый по часовой стрелке от поверхности до траектории движения, равен 120'. В общем случае(х! = !.10э. Определив координаты, начала дви. женин, траекторию перемещения молекулы продолжают да пересечения с поверхностью. Затем снова по прил. 2 определяют направление отражения молекулы от втой поверхности. Так прослеживают траекторию движения молекулы до тех пор, пока она не попадет иа сечеьие входа или выхода. Проследив 150 молекул с момента входа в систему до выхода, по уравнению (3,37) определяют коэффициент Клаузиигз при )у = 150.

В качестве црхкерх рхссчигхец ерохе. Леность клапана 137 1 Нх ркс. 6.16 представлена уерощехххх хакструхгххехх схечх ххапхкх в открыток цахажеихк. Цл» уьращеххх рхсчегхоа схемы проточную часть кххпххх рххоаьек хх грх учххтхх. рххцерм рхсчехеоа модели ех плоско!те рхс. 3 ° (З. Коцструхтцхнх» схеме х рхсчхту кхеихце (рнс. З.)9) участка ! рхссчхгаххем, вечнххе ах сечекк» ххаде! 4' О,ззин 1 0,0696 м Цхххм (; х (; хеехцецеы: Г ), Оэт и; ),=! -ОШ 1 ! ' ' х г Ццхмехр О' карпусь, длина !' х дехх метр клапана К' соатхчтстхххцо! о' к;оэ)к( —.-0.(зт и; !' (,о)4 0.0346 х; К' Н„Л/( = 0,066 и.

Вхадеое свчеххе рххабьем хх (З рххкмх участках х пе цркх. ! примем первоМ чхс. ло 16. Их цеегрх )6-го учхстхх храхелек црхкую линию цад углом а = )90 х торцу хходхога сечехех, оередеххечым церхак числам (З (ерил. 3). Их точки !. аолучехеаа х месте перхсечеххх трхехгарцх молекулы с поверхностью стеххх, крахерем кохую хнкхю хад углах а = (ОО, соатхехсгхующхм второму сху- ! у у ! 9 и ц и )э Рих. З.(а. Рххчетихх цэлехь учхсгхое ! ° и (хх!.

рцх. З.(З) ТЕЧЕНИЕ РЛЗРЕжЕННЫК РДЗОВ 38 пап!очко еоао ке еопурлной експммм 39 ! ! 717 !! 5! 5556 Рнс. 3.28, Расчетная модель участка /П (см. Рнс. 3.(З) чайному числу 10 нз прел. 2. Пересеченяе этой панне со стенкой определяет точку 2, нз которой в соответствии с трстьмм чнс- лом 13 (прап. 2) под углом 1Зб' проведем третью ливню траектории ыолскулы, ко. таран пересекает поверхность вкодаого сеченнп, т. е. молеиула вернулзсь на входное сезанне (страдательный резуль- тат нспытання).

Пач ло двнженнн второй молекулы (второе нспытанне) определим вторым числом 4 (прнл. !), а направление дзнже- ннн с а = 1103 — следующим заслон 1! (прнл. 2). Проведя ИО таках нспытапнй, получим 42 положнтельнык результата нспытанкй. когда молекула достигнет выходного сеченая участка !(см. Рпс. 3.18), т. е. вероятность того. что молекула пров. Дет участок !!, Р1 П - 42/1$0 = 0,23, По уравнениям (3.17), (3.27) опреде лнм прозодпмость участка 1 -и из где и 1 — проводимость входного отверз1 стнн участка 1, В соответстапп с (3.!8) длп воздуха прн У 293 К и„= Пб 2/4-9.$84 мв/с. Рзссматрнвая участок ! как иороткнй трубопровод, по уравнению (3.15) дла молекулярного режима теченнп определим орозоднмость проточной частн участка 1 и!из! иг июр! и — и З! ! Г 51 Она 0,584 ° 1 — 0,28 Участок Ы представляет собой проточную часть между двумя Коакснальными Кнлвндрамн с наружным диаметром и 0,138 и и внутреннем Д, = 0,084 и прн длнне (з = 0,04 м.

Проводимость учз. стка 1! иП 2,35 м*/«. Прн переходе от участка Ы к участку ! пронсходнт поворот на 90' а на. правленвн течения газа; длвну участка !1! определяем от осевой лввмк. П роводнмость участка 11! также рас. счвтаем упрощенным методом МоптюКар ло. Размеры расчетной модели на пло. «ности (рнс. 3.20) определим нз условна сохраненвя отношения диаметров: и' = и 0,138 и. Днаметр бз рассчитаем как среднее арнфметпческоеб н б 5 К' 0,5 («+ д ) = О,ОВ м; д етр ай 2 3 = бз 0,08 н. Тзк как Л' сола(, длнна втой проточной частя увейаченз в 4/Л раз к !! П 0,5и + 4!4/Л О.! 40$ и. Прозоднмостн снстамы в прямом н обратном нзпразленнях однкаковы, позтому в качестве входного сеченая примем выходное сеченне клапана.

При определенна аеронтвостн РП П1 РП1 П двнженне молекул моделнруем по аналогии с участком !. В результате 1$0 нспытаннй 44 молекулы прошла от входного до «ыходвого сеченн» участка Ш, т. е. РП П1.= азнбэ — 0,294. Проводимость проточной часта участка 1!! ип,и,п, 9,294.0,584 июРП1- и -и 1-0,294 = оп! и! = ОДМЗ Ыз/С, ПП1 ' П П1изП1 иаП1 ! !вн 1/4 0.5В4 Мз/С. Таким образом, нзнестны проаодпмостн всех участКоа клапана н его проводн- мость и определвм в соответствнп с урав- нением (3.4К и '=и '1+им) +и ',и+ ио1 = 0,227-7.(. 2,35 з+ ОЗ43 з+ 0.584 4,41+0,43+4.12+!.71 !0,87 С/М*, отсюда и 0,094 м'/с. 3.8.

Расчет централизовамных вакуумных систем В централизованных системах от. качки одним насосом одновременно откачиваюгся несколько сосудов, подключенных к общему коллектору. Примером централизованной системы является подключение нескольких высоковакуумных насосов к одному форвакуумному насосу. Расчетная схема централизованной системы откачки показана на рнс. 3.2!. Вакуумный насос подключен трубопроводом длиной 1, (проводимость (/1) к кол. лектору длиной 1и. Огкзчиваемые насосы с аотокамн гэзовыделений Е,...„ Е„, соеднкенные с коллентором грубо.

проводамн длинами 11, ..., 1„, характеризуются заданными коэффициен. тами одновременности работы гл н нестабильности рабочего давлении 01, - Оп. длд коллектора на участках между последовательно подключенными от. кэчиваемыми насосами в установившемся режиме справедливы следую. шие уравнения газовых потоков: и и ~ Е,О =(/*(Р,— Р,)1 ш~Е)0 = !'=2 ! †=и,(р,— р,); ...; е„,„= = и, (р„— р„,). Вту систему можно записать в виде л гл ъч =Р)+ —, Рд Е(01; Р =Р + !=-2 и и -.'- (з д,' ча,ьз д' 1 2 1=3 )(Е!01 ) ..; и Р„= Рт+ т и, ХУ Е(01 + 1=2 +" + — ~ (338) ЕнОп и„)(' При заданных размерах коллектора, определяющих проводимости им ..., ип, потоках Ез, ..., Е„и давлении в одной из точек подключения откз- чнваемых сосудов (обычно рп) из си- стемы уравнений (3.38) можно опре- делить давления ао всех остальных сечениях коллситора, в том числе давление р,.