Пример выполнения дз

Пример выполнения ДЗ

Рассчитать характеристики вакуумной системы, представленной на рис.1 и разработать циклограмму работы откачной системы при следующих исходных данных:

Объем рабочей камеры, м³ – 0,01;

Форма рабочей камеры – цилиндр;

Материал стенок рабочей камеры – коррозионно-стойкая сталь;

Рабочее давление аргона, Па – 1^.10^-2;

Тип вакуума – масляный;

Максимальное время откачки, мин. – 20;

Рекомендуемые материалы

Рис. 1 Вакуумная схема установки типа ВУП (ARC – дуговой источник, MAG – магнетрон, AIS – автономный источник ионов)

1)Расчет потока газовыделения Q_в с поверхности стенок вакуумной камеры:

Q_в = q_вF           

Для коррозионно-стойкой стали, при предварительной 2ух часовой откачки, удельный поток газовыделения q_в = 1,08     ;

Найдем площадь поверхности стенок вакуумной камеры:

Положим что у камеры r=h

V= 

Отсюда площадь будет ровна:

Поток газовыделения равен:

2)Расчет эффективной быстроты откачки вакуумной камеры.

Рабочее давление =1^.10^-2 [Па];

Откачаем до = [Па];

S₀=Q_в/p=                                                          

3)Выбор типа и типоразмера высоковакуумного насоса исходя из условия S_н≥S₀, типа вакуума и давления остаточных газов;

Диффузионный насос НВДМ-1600

Предельное давление РН’, Па –

Быстрота действия,  - 0,7

Диаметр присоединительного фланца Dy, мм - 160

Диапазон рабочих давлений РР, Па –

4)Выбор параметров трубопровода высоковакуумной откачки: D_у и L.

Диаметр трубопровода  Dy – 160 [мм]

Длину трубопровода L -  1600 [мм]

5)Расчет проводимости трубопровода высоковакуумной откачки U_в.в. для молекулярного режима течения газа (от 8 Па).

Критерий режимов

Молекулярно-вязкостное течение газа (0,13.. 0,032 Па).

=   

Молекулярное  течение газа (0,032… Па).

=   

6)Проверка выполнения условия S_н≥S₀ по основному уравнению вакуумной техники для высоковакуумной магистрали.   

   выполняется

7)Выбор типа и типоразмера форвакуумного насоса исходя из условия S_н≥Q_в/p_{вх.ф.в.н.}, где p_{вх.ф.в.н.} находится по таблице для выбранного форвакуумного насоса.

Механический насос НВР-1

Предельное давление РН’, Па –

Быстрота действия,  - 0,00125

Диаметр присоединительного фланца Dy, мм - 25

Диапазон рабочих давлений РР, Па -

Q_в/p_{вх.ф.в.н.} =                                                  

S_н≥Q_в/p_{вх.ф.в.н} - выполняется.

8)Выбор параметров трубопровода форвакуумной откачки: D_у и L.

Диаметр трубопровода  Dy – 25 [мм]

Длину трубопровода L -  400 [мм]

9)Расчет проводимости трубопровода форвакуумной откачки U_ф.в. для соответствующего режима течения газа (U_ф.в.≥Q_в/p_{вых.в.в.н.}, где p_{вых.в.в.н.} находится по таблице для выбранного высоковакуумного насоса).

Вязкостное течение газа (..48 Па).

Молекулярно-вязкостное течение газа (48.. 0,16 Па).

Молекулярное  течение газа (0,16…0,13  Па).

Q_в/p_{вых.ф.в.н.} =

10)Выбор параметров трубопровода байпасной откачки: D_у и L.

Диаметр трубопровода  Dy – 25 [мм]

Длина трубопровода L -  2000 [мм]

Расчет проводимости трубопровода байпасной откачки и быстроты откачки

Вязкостное течение газа (..48 Па).

=   

Молекулярно-вязкостное течение газа (48.. 0,16 Па).

=   

Молекулярное  течение газа (0,16…0,13  Па).

=   

11)Расчет суммарного времени откачки t=t_б.п.+t_в.в. (б.п. – байпасная откачка вакуумной камеры, в.в. – высоковакуумная откачка).

Длительность откачки:

Байпасная

В (0,01)/(1,25·10^-3)=61,7 с

М-В (0,01)/(1,21·10^-3)=48,8 с

М (0,01)/(9,9·10^-4)=2,6 с

Высоковакуумная

М-В (0,01)/(0,219)=0,06 с

М(0,01)/( 0,215)=0,25 с

12)Разработка циклограммы работы откачной системы, проверка выполнения условия t<t_max

Схема откачной системы:

Циклограмма:

t = 113,4 сек ≤6000 сек=20 мин

СООТНОШЕНИЕ      ЕДИНИЦ      ДАВЛЕНИЯ