Расчёт вакуумных систем технологического оборудования, страница 5
Описание файла
Документ из архива "Расчёт вакуумных систем технологического оборудования", 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 "Расчёт вакуумных систем технологического оборудования"
Текст 5 страницы из документа "Расчёт вакуумных систем технологического оборудования"
Таблица 8
Размер стандартных штенгелей ЭВП
Откачиваемый | Размеры штенгеля | Материал | |
объект | Диаметр (внутр.) dшт, мм | Длина Lшт, мм | |
НОЛН | 3-5 | 70-100 | стекло |
ПУЛ | 3-5 | 70-100 | стекло |
ЭЛТ | 3-7 | 100-150 | стекло |
ЦЭЛТ | 4-7 | 100-150 | стекло |
ЛБВ | 3-6 | 70-100 | стекло или металл |
М | 5-10 | 70-100 | металл |
К | 5-15 | 100-150 | металл |
Второй участок трубопровода представляет собственно вакуумпровод окончательной откачки, который на расчетных схемах может быть представлен трубопроводом постоянного сечения, если элементы конструкций клапана, откачного гнезда, ловушки, золотника не диафрагмируют этот трубопровод.
В общем виде суммарная проводимость трубопровода состоящего из последовательно соединенных проводимостью Ui:
где: m- количество последовательно соединенных участков трубопровода, учитываемых при расчете;
Суммарная проводимость трубопровода состоящего из параллельно соединенных участков (например, в золотниковых машинах):
, м3с-1 (8)
где: n- количество параллельно соединенных участков. Проводимость тонкой диафрагмы (длина L0 определяется только ее площадью А:
где: Т- температура газа, К;
М- молекулярный вес газа, Кмоль;
Vi- объем газа, ударяющегося о единицу поверхности в единицу времени, Vi=ll7 м3м-2с-1 (при М = 29, Т = 293 К).
Проводимость трубопровода по сравнению с диафрагмой того же диаметра уменьшается за счет отражения молекул от стенок и их частичного возвращения в первоначальный объем, что может рассчитываться либо с помощью Формулы 7 (для этого надо знать проводимость участков следующих за "диафрагмой"), либо учитываться коэффициентом Клаузинга:
где:N- суммарное число молекул, вошедших в трубопровод через впускное сечение;
Nобр- число "обратных" молекул, отраженных от стенок и вернувшихся через впускное сечение.
В этом случае проводимость трубопровода произвольной формы может быть найдена как:
U=UДK, (11)
где:UД- проводимость входного сечения рассматриваемого трубопровода.
Расчет проводимости по 11,10 обычно проводится для трубопроводов сложной конфигурации и для нахождения коэффициента К используют метод имитационного моделирования. Формулы для расчета проводимости участков трубопроводов с наиболее часто встречающейся конфигурацией (для молекулярного и вязкостного режимов течения газа) даны в табл.9.
При откачке в молекулярно-вязкостном режиме течения газа проводимость трубопровода может определяться:
UМВ=0,9UМ+UВ (12)
где:UМВ, UМ, UВ- расчетная проводимость трубопровода в молекуляр-
но-вяэкостном, молекулярном, вязкостном режимах, соответственно.
Таблица 9
Формулы для расчёта проводимости трубопроводов для газа, М=29, Т=293 К
Форма сечения трудопровода | Проводимость | |
длиной l, м | Молукулярный режим течения газа | Вязкостный режим течения газа. (Рср- среднее давление в трубопроводе, Па) |
круг диаметром d | ||
равносторонний треугольник со стороной а |
| |
кольцо наруж. диам. d1 внутр. диам. d2 | ||
прямоугольник со сторонами а,b (ab) |
a/b | 1 | 2 | 3 | 10 | 100 |
| 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | - |
f | 2,3 | 3,7 | 4,7 | 5,0 | 5,3 |
Для определения режима течения газа используется pd критерий, где d- в метрах, p- в Паскалях:
pd 1,2 МПа - вязкостный режим (низкий вакуум);
1,2 > pd > 0,004 МПа - молекулярно-вяэкостный режим (средний вакуум);
pd 0,004 МПа - молекулярный режим (высокий вакуум). (13)
При штенгельной откачке ЭВП, поскольку общая проводимость трубопровода обычно лимитируется штенгелем, проводимость трубопровода может приниматься равной проводимости штенгеля. При молекулярном режиме откачки:
С помощью формулы 14 могут быть определены минимальные размеры штенгеля dШ, LШ (см. табл.8), обеспечивающие откачку потока газа из прибора с помощью выбранного насоса, т.е. обеспечивающие соотношение (5).
Примечание. В том случае, если проводимость выбранного штенгеля оказывается несколько ниже требуемой по соотношению (5), задача может быть решена увеличением времени обезгаживания прогреваемых деталей, что несколько уменьшит поток газовыделения, в соответствии с формулой (2).
В том случае, если проводимость штенгеля оказывается значительна меньше требуемой, должен быть принят метод бесштенгельной откачки ЭВП в камере, в которой прибор, разделённый предварительно на две части после откачки герметизируется. Определение размеров трубопроводов производится с использованием формул 6 - 13, как указано выше. При этом следует помнить, что откачиваемый объём равен уже не заданному объему ЭВП, а объему камеры VК, в которой размещается прибор объемом V (VK30 V). Расчетная (вакуумная) схема откачки обычно упрощается, но кинематическая схема установки становится гораздо сложнее.
При штенгельной откачке ЭВП размеры d, L вакуумпровода окончательной откачки (между насосом и штенгелем) выбираются минимальными, с учетом конструктивных соображений:
1) Диаметр d рекомендуется выбирать не меньшим, чем условный диаметр прохода Dу используемых клапанов, затворов, ловушек из стандартного ряда диаметров, а с другой стороны, не большим, чем диаметр впускного патрубка насоса окончательной откачки (см. табл.10).
Таблица 10
Условные диаметры прохода ДУ трубопроводов и коммутирующей вакуумной арматуры, 10-3 м
10 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 85 | ||
100 | 110* | 125 | 140* | 150* | 160 | 175* | 190* | |||||
200 | 225* | 250 | 260 | |||||||||
300 | 325* | 380 | ||||||||||
400 | 420* | 450 | 480* | |||||||||
500 |
Примечание: ДУ со знаком * не рекомендуются к применению.
2) Длина L обычно получается не меньше чем сумма длин присоединительные патрубков насоса, откачного гнезда клапана, золотника и определяется конструктивно.
При проверочном расчете по формулам 13, 12 определяется проводимость каждого из участков расчетной схемы трубопровода, затем по формуле 7 или 8 определяется суммарная проводимость трубопровода, после чего определяется реальная быстрота откачки реципиента:
где SН - быстрота действия насоса в данной области давлений, м3с-1.
U - суммарная проводимость трубопровода, м3с-1.