Деулин Е.А. - Методические указания к лабораторным работам по физике вакуума, страница 5
Описание файла
Документ из архива "Деулин Е.А. - Методические указания к лабораторным работам по физике вакуума", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "физика вакуума" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Деулин Е.А. - Методические указания к лабораторным работам по физике вакуума"
Текст 5 страницы из документа "Деулин Е.А. - Методические указания к лабораторным работам по физике вакуума"
| № п/п | Материал | Удельное газосодержание, gFi , м3Пам-2 | Примечания |
| 1 | Стекло | 0,5 | Выделяется при прогреве в диапазоне 150-400С |
| № п/п | Материал | Удельное газосодержание gmi , м3Пакг-1 | Примечания |
| 1 | Молибден | 0,3-1 | Выделяется при нагреве до 150С |
| 2 | Вольфрам | 0,2-0,7 | Выделяется при нагреве до 150С |
Газосодержание основных атмосферных газов в некоторых конструкционных материалах может быть рассчитано на основе данных табл.6, как равновесная концентрация этих газов, образующаяся при плавке по формуле: 
(3)
где: gS- растворимость данного газа в материале, мПа/кг;
Pi- парциальное давление газа над раствором (для атмосферного азота Р=7,8104 Па, для кислорода Р=2,1104 Па, для водорода Р=510-4 Па, для гелия Р=5,2.10-3 Па)
j- число атомов в молекуле газа (при растворении газа в неметаллах принимается j=l, а в металлах j=2, т.к. молекулы при растворении в металлах диссоциируют на два атома);
ЕS- энергия активации при растворении, кДж/моль;
R- универсальная газовая постоянная;
Т- абсолютная температура;
КS- константа растворимости.
Таблица 6
| материал | газ | диапазон температур, С | KS, м3ПаПа-1кг-1 | Е10-3, * кДжкмоль-1 |
| нерж. сталь -Fe -Fe Ni Cu Mo | Н2 | 400-600 300-900 9000-1400 200-1400 400-1000 420-1000 | 0,06 0,17 3,20 0,10 0,18 0,03 | -19,7 -55,7 -50,6 -24,7 -76,7 -58,7 |
| Cu, Ag Mo W | N2 | 20-400 936-2400 1200-2400 | не растворяется 1,92 1,09 | - -161 -312 |
| Fe Cu | O2 | 800-1000 600-1000 | 0,20 0,14 | -17,5 -33,5 |
(* знак ”-” обозначает, что газы образуют в материале истинные растворы)
На этапе эскизной разработки технического предложения последние четыре компонента формулы (2), определяющие предельное давление вакуумной системы РС'=(QS+QН+QИ+QП)/S0 могут быть определены лишь ориентировочно и обычно задаются потоками, соизмеримыми с допустимым потоком натекания в системе (QН=10-10 Вт), а затем уточняются на стадии эскизного проектирования, после определения конкретных размеров вакуумной камеры и внутренней арматуры. Поток QS, обычно формирующий основную долю газовыделения из камеры может быть значительно сокращен за счет предварительного прогрева элементов системы, что видно из табл. 5.
Определение типоразмера насоса окончательной откачки заключается в выборе по справочнику (или из табл.7) такой марки насоса требуемого типа, который обеспечивает
(4)
где:
SН- быстрота действия насоса (выбранного типоразмера), м3с-1.
S0- требуемая быстрота откачки, м3с-1.
U- проводимость трубопровода окончательной откачки реципиента, м3с-1.
Таблица 7. Некоторые характеристики вакуумных насосов
| № п/п | Тип насоса | Марка насоса (типоразмер) | Преде-льное давле-ние РН’, Па | Быст-рота дейст-вия, м3с-1 | Диаметр присое-дините-льного фланца Ду, мм | Диапа-зон рабо-чих давле-ний РР, Па |
| 1 2 3 4 | Механический Механический Механический Механический | ВН-494 ВН-461 НВР-1Д НВР-3Д | 310-1 310-1 710-1 710-1 | 0,0002 0,0001 0,00078 0,0003 0,001 0,0004 0,003 0,001 | 10 10 25 25 | 105-102 105-1* 105-102 105-1* 105-102 105-1* 105-102 105-1* |
| 5 6 7 8 | Двухроторный Двухроторный Двухроторный Двухроторный | ДВН-5-2 ДВН-50-2 ДВН-150 ДВН-500 | 6.10-2 6.10-2 7.10-1 4.10-1 | 0,008 0,04 0,12 0,5 | 40 85 100 175 | 102-6 102-6 102-6 102-6 |
| 9 10 | Адсорбционн. Адсорбционн. | ЦВН-01-2 ЦВН-1-2 | 6.10-1 6.10-1 | 0,002 0,006 | 25 32 | 102-1 102-1 |
| 11 12 13 | Турбомолекул Турбомолекул Турбомолекул | ТМН-100 ТМН-200 ТМН-5000 | 210-7 210-7 210-7 | 0,13 0,25 5,0 | 125 160 500 | 1-10-5 1-10-5 1-10-5 |
Таблица 7 (продолжение). Некоторые характеристики вакуумных насосов
| 14 15 16 17 | Диффузионный Диффузионный Диффузионный Диффузионный | Н-0,15С Н-1С Н-5С М-1 Н-2Т-3 | 3.10-4 7.10-5 7.10-5 4.10-4 | 0,015 0,1 0,5 1,5 | 46 66 160 260 | 2.10-1- 3.10-4 2.10-1- 7.10-5 7.10-2- 7.10-5 3.10-2- 4.10-4 |
| 18 19 20 21 22 | Магниторазр. Магниторазр. Магниторазр. Магниторазр. Магниторазр. | НМДО-0,01-1 НМДО-0,025-1 НМДО-0,1-1 НМДО-0,25-1 НМДО-0,63-1 | 7.10-7 7.10-7 7.10-7 7.10-7 7.10-7 | 0,01 0,025 0,1 0,3 0,6 | 32 100 100 160 260 | 10-2-10-5 10-2-10-5 10-2-10-5 10-2-10-5 10-2-10-5 |
| 23 | Ионно-сорбц. | НМТО-01-1 | 110-9 | 0,2 | 160 | 10-2-10-7 |
| 24 25 | Сорбц.охлажд Сорбц.охлажд | СОН-А-1 НВТО-20М | 110-11 110-10 | 0,5 4,5 | 160 500 | 10-2-10-9 10-2-10-8 |
*- в указанном диапазоне давлений быстрота действия насоса снижается (см. столбец 5)
Так как ряды реальных типоразмеров насосов ограничены, то часто приходится выбирать типоразмер имеющий SН с большим запасом.
Поскольку на этом этапе расчета трубопровод также еще не выбран, то вначале может быть рекомендовано ориентировочное соотношение для определения проводимости трубопровода:
(5)
В проверочном расчете, величина U, принятая как основа для расчета размеров трубопровода должна быть уточнена.
7.5. Определение размеров трубопроводов окончательной откачки
производится исходя из требуемых значений проводимости. Для этого целесообразно из разработанной вакуумной схемы выделить расчетную схему окончательной откачки, на которой фиксируются все ограничения в размерах трубопровода, вызванные конструктивными, технологическими или иными соображениями, как это показано на рис.17.
Так при штенгельной откачке ЭВП наибольший диаметр стеклянного штенгеля (6-7 мм) ограничен газовыделением стекла в момент отпая (из большого штенгеля больше поток газа при отпае), диаметр медного штенгеля (15 мм)- усилием пережима. Минимальная длина штенгепя ограничена габаритами механизма отпая (механизма пережима) штенгеля и конструкцией откачного гнезда. При откачке камер технологического оборудования диаметр трубопровода ограничен размерами присоединительного Фланца насоса окончательной откачки, а длина- суммарной длиной высоковакуумного клапана (затвора) и присоединительных фланцев.
В простейшем случае, когда трубопровод может быть представлен длинной (L>lOd) цилиндрической трубой постоянного диаметра его проводимость может быть определена (для воздуха М=29, Т=293 К, молекулярный режим течения газа):
