Диссертация (1025802), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Ввиду того,что величина проводимости входа насоса может оказать влияние на быстротуоткачкинасоса,которуюондолженобеспечить,результатыэкспериментального исследования должны учитывать влияние проводимостивхода всасывающей полости.103Между камерами CV1 и CV2 установлена диафрагма. Так как используетсянестандартная диафрагма, следует выполнить ее индивидуальную калибровку вусловиях, соответствующих условиям эксплуатации. Схема стенда длякалибровки диафрагмы представлена на Рисунке 3.12.

На стенде длякалибровки диафрагмы вместо измерительных камер CV1 и CV2 используетсякамера CV4. Откачка газа из камеры через диафрагму позволяет сиспользованием метода постоянного объема провести ее калибровку.Рисунок 3.12. Вакуумная установка для калибровки диафрагмы3.3.

Методика экспериментального определения основных параметровоткачной характеристики молекулярно-вязкостного вакуумного насосаОткачнаябыстротыхарактеристикадействияэкспериментальногонасосанасосаSнопределенияотпредставляетдавленияоткачнойсобойвсасыванияхарактеристикизависимостьрвс.Длянеобходимоизмерить величину быстроты действия насоса Sн, т.е. объем газа, поступающийв единицу времени в сечение всасывающего патрубка при различных давленияхвсасывания и постоянном давлении нагнетания.

В настоящей работеиспользуется распространенный в практике метод постоянного давления.Откачная характеристика Sн = f (рвс) снимается по воздуху следующимобразом.104МВВН и вакуумные камеры сначала откачиваются форвакуумным насосомдо предельного остаточного давления, а затем производится запуск МВВН.Если МВВН работает без форвакуумного насоса, тогда именно он откачиваетвакуумные камеры. Когда в системе будет достигнуто предельное остаточноедавление, значение которого не изменяется в течение нескольких часов, тогдаопределяется максимальное отношение давлений.При помощи натекателя в камеру напускается поток газа.

Величина потокагаза определяется с помощью РРГ-12. Меняя давление всасывания МВВН спомощью натекателя, в форвакуумной полости установки определяется  max вовсем диапазоне изменения давлений. Во время проведения эксперимента всевремя производится замер значений потока газа, значения давления в системе ичастота вращения ротора насоса. При установившемся значении давленияснимается 4 – 5 замеров быстроты действия Sн с целью исключить случайнуюошибку измерения. После того, как весь этот диапазон измерения давлениябудетпройден,закрываетсянатекательивесьпроцессопределенияэкспериментальной характеристики повторяется 5 – 6 раз.Замердавленияпроизводилсяодновременнонесколькимипреобразователями давления, что позволяет в результате одного экспериментаполучить 4 – 9 экспериментальных характеристик проточной части МВВН.

Всепреобразователидавлений,впроцессеопределениявсейсерииэкспериментальных исследований, работали с одними и теми же вторичнымиприборами.Вманометрическихцеляхсоблюденияпреобразователейаналогичныхдавленияиусловийвторичныхработыприборовпроизводится одновременное переключение на одноименные режимы работы.Причем, показанияманометрическихпреобразователей давленияпередначалом эксперимента и после проведения каждой серии сравнивались приодном и том же давлении. Такой подход позволяет исключить систематическуюошибку.Для определения потоков газа при различных давлениях проводится сериязамеров:105   Q U  p    p   ;i12i2  1iQi 1  U  p1i 1  1  p2i 1   2  .По изменению значения Q  Qi1  Qi определяется проводимость U :Q  Qi1  Qi  U  p1i1  p1i    p2i1  p2i  ,где p1i , p1i 1 – действительное давление p1 при i –ом и i  1 замере;p2i , p2i 1 – действительное давление p2 при i –ом и i  1 замере;1 ,  2 – систематическая ошибка при замере давления p1 и p2 .Алгоритм определения откачных параметров МВВН можно представить вследующем виде:3.4.

Оценка погрешности измерения в экспериментахОсновной задачей экспериментального исследования является сравнениерезультатовтеоретическогоэкспериментальнымиисследованияданными.Очевидно,работычтокачествонасосассравнениятеоретических и экспериментальных данных, прежде всего, определяетсяточностью произведения измерений [141 – 145]. Погрешность измеренияэкспериментальных данных появляется в результате неточности измерениявеличины потока откачиваемого газа, давления в вакуумной системе, числаоборотоввращенияротора.Наоснованиипроведенныхизмеренийопределяется быстрота откачки и отношение давлений насоса.

Для определениясуммарной погрешности измерения экспериментальных данных необходимоопределить отдельные составляющие погрешностей.В экспериментальной вакуумной установке используются следующиеприборы с точностью, указанной в паспортных данных:1. Емкостной мембранный преобразователь давления модели Baratron626А, работающий в трех диапазонах давления: от 0 до 1333 Па, от 0 до 13330,106от 0 до 1,33105 Па со стандартной точностью ±0,15% от показания прибора[146].

Относительная погрешность прибора по паспортным данным p = 0,015;2. Емкостной мембранный преобразователь давления модели Barocel 626А,работающий в трех диапазонах давления: от 0 до 1333 Па, от 0 до 13330, от 0 до1,33105 Па со стандартной точностью ±0,15% от показания прибора [147].Относительная погрешность прибора по паспортным данным p = 0,015;3. Инверсно–магнетронный преобразователь давления модели PTR 225 S,работающий в диапазоне давлений от 110–7 до 110–1 Па с точностью ± 30% отпоказания прибора [148]. Данный преобразователь давления используетсятолько при работе насоса в области высокого вакуума (при этом в егопроточной части преобладает молекулярный режим течения газа).

Поэтому прирасчете общей погрешности для молекулярно-вязкостного режима течения газаон не учитывается;4. Многодиапазонный преобразователь давления PIZA111, работающий вдиапазоне давлений от 110–1 до 1105 Па c точностью ± 20% от показанияприбора [149].

Относительная погрешность прибора по паспортным данным p= 0,2. В связи с тем, что показания преобразователей давления Barocel 626А иBaratron 626А позволяют определить давление с большей точностью,преобразователи давления PIZA111 используются для оценки полученныхданных;5. Регулятор расхода газа РРГ–12 с точностью ± 0,9% от показанияприбора во всем диапазоне работы [150]. Относительная погрешность приборапо паспортным данным  S = 0,009;6. Стробоскоп электронный МТ 565 с точностью ± 0,01% от показанияприбора в диапазоне измерений частоты вращения ротора от 36 об/мин до600000 об/мин [151].

Относительная погрешность прибора по паспортнымданным p = 0,001.107Если в измерительной вакуумной камере поддерживается некотороедавление р, тогда относительная ошибка измерения давления р в результатепроведения n измерений, n>1,  n p  n i 12pn   n  1pn.n   n  1Отношение давлений  , создаваемое насосом, оценивается относительнойпогрешностью   2p1   2p2,где  p1 – относительная погрешность измерения давления с помощьюпреобразователю давления 1; p2–относительнаяпогрешностьизмерениядавленияспомощьюпреобразователя давления 1.Относительнаяпогрешностьотношениядавлений,измереннаяпреобразователями давления Barocel 626А и Baratron 626А, составляет = 0,021, т.е. измеряется погрешностью измерения 2,1%.Относительная погрешность  S полностью определяется погрешностьюрегулятора расхода газа и равна  S = 0,009.Итак, в результате оценки погрешности экспериментальных исследований,видно, что погрешности определения быстроты откачки S , отношениядавления  практически полностью определяются погрешностью измерениядавлений.3.5.

Экспериментальные данныеПо полученным экспериментальным данным были построены зависимостиМВВН Sн = f (τ), τmax = f (u) [28].108На Рисунках 3.13. – 3.15. построены зависимости максимальногоотношения давлений, создаваемого МВВН с трапецеидальными каналами, отокружной скорости ротора, геометрические параметры которых представлены вТаблице 3.3.Полученныеэкспериментальныеданныепоказываютзначительноеувеличение отношения давлений проточной части насоса, работающей вмолекулярно-вязкостном режиме течения газа (кривая 1 Рисунок 3.13.) посравнению с проточной частью с такими же геометрическими размерами,работающей при вязкостном режиме течения газа (кривая 2, 6 Рисунок 3.13.).Так как режим течения газа зависит от геометрических параметров проточной исредней длины свободного пробега молекулы газа, значит, он зависит и отдавления газа на стороне нагнетания проточной части.

Таким образом, за счетснижения давления нагнетания проточной части можно обеспечить впроточной части насоса молекулярно-вязкостный режим течения газа и темсамым повысить общее отношение давлений ступени или всего насоса.При описании основных геометрических параметров проточной частинасоса используется безразмерный коэффициент ψ, определяющий отношениевысоты канала к его ширине. На кривой 2 и 8 коэффициент ψ = 1, однако,геометрическое значение высоты канала на кривой 2 больше высоты канала накривой 8.Представленные на Рисунках 3.16.

– 3.18. построены зависимостибыстроты действия от отношения давлений в проточной части МВВН страпецеидальнымиканалами,геометрическиепараметрыкоторыхпредставлены в Таблице 3.4.Экспериментальные данные Sн = f (τ) получены при окружной скорости нароторе равной 120 – 121 м/с (Рисунок 3.16.) и 119 м/с (Рисунок 3.17. – 3.18.).109Таблица 3.3.Геометрические данные проточной части насоса№№№ кривойрисункана рисункеψαрот,αст,градградpн, Па1124241032.2124241053.312415105412481055124159 ÷ 8·1036124248·1037.712481048.8123231059.1124241032124248·1033124138·10341242410513.1123º8’23º8’10070014.2123º8’23º8’10415.3123º8’23º8’1007004123º8’23º8’80805123º8’23º8’303006123º8’23º8’999919.7123º8’23º8’2626020.8123º8’23º8’382716.10.11.12.16.17.18.Рисунок 3.14.5.Рисунок 3.15.4.Рисунок 313.1.110Таблица 3.4.Геометрические данные проточной части№№№ кривойрис.на рис.ψαротαст,градградpн, ПаУсловиеопределения S0,531º34’31º34’101000 ПаВсасывание20,531º34’31º34’38380 ПаВсасывание30,531º34’31º34’26260 ПаВсасывание40,531º34’31º34’10100 ПаВсасывание5.1123º8’23º8’100000Всасывание6.2123º8’23º8’100000Нагнетание3123º8’23º8’38114Всасывание4123º8’23º8’38114Нагнетание5123º8’23º8’25181Всасывание10.6123º8’23º8’25818Нагнетание11.1123º8’23º8’10100Всасывание12.2123º8’23º8’10100Нагнетание13.3123º8’23º8’26200Всасывание4123º8’23º8’26200Нагнетание5123º8’23º8’38380Всасывание6123º8’23º8’38380Нагнетание17.7123º8’23º8’101000Всасывание18.8123º8’23º8’101000Нагнетание4.7.8.9.14.15.16.Рисунок 3.17.3.Рисунок 3.18.2.Рисунок 3.16.11.111Рисунок 3.13.

Характеристики

Список файлов диссертации