Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 58
Текст из файла (страница 58)
При увеличение отношения площади г сев. р чеакя радиального зазора между роторным колесом и корпусом к торцовой площади Рн р пазов илн межлопаточиых каналов рабочего колеса возрастает проводимость кольцевой щели (/э, а следовательно, и обратный поток через нее. что приводит к уменьшению быстроты откачки, а также максимально создаваемого и Рабочего отношений данлений. Необходимо стремиться к тому, чтобы отношение Г /Рн р не превышало 0,02. При увеличении радиального зазора "ежду валом и статориым колесом уненьшается максимальное отношение давлений, создаваемых роторными колес вых есами, вследствие увеличения обра- тх по~оков газа через кольцевой знй; п зазор под дейстзнем перепада данлепени Ри этом Умеиьшаетси ттат стУРаб и.
Для обеспечения эффективной тазам оты ступеня с учетом ее конструкмать р мх особенностей следует приии. „/Рн, „= Н ...В) !О-. чет откачиой характеристика Расч еМВ Откачная харавтеристнка ТМН "Реднэяется предельным остаточным 10 ц/р К. С»Фролова давлением, рабочей быстротой действня и форвакуумным давлением. Предельное остаточное давление, создаваемое ТМН при молекулярном Режиме течения газа на стороне на.
гнетаиия, зависит от числа ступеней, потоков газовыдезеиия с внутренней поверхности корпуса и детален ротора, расположенных в полости всасывания, быстроты действия насоса, а также степени герметичности рабочей по. лости насоса. Рабочая быстрота дей.
стеня насоса зависит от геометрии ме!клопаточных каналов нли пазов колес и согласованности их характеристик. Конструктивное выполнение ТМН обеглечивает сравнительно высокую герметичность рабочей полости, поэтому предельное остаточное давление прежде нсего зависит от потоков газо.
кыделения с внутренней поверхности корпуса, участка вала, расположенного в полости всасываиия, а также с торцовых поверхностей рабочих холес', обращенных к полости всасывания. В настоящее время корпуса ТМН. как правило, изготовляют нз хромо- никелевой коррозиоино.стойкой стали 12Х!ОН!ОТ, а рабочие колеса — из алюминиевых сплавов.
Результаты исследований газовыделения хромо- никелевых коррозионио-стойких сталей показали, что потоки газовыделения н состав выделяемых газов зависят от параыетров шероховатости обработанной поверхности, температуры прогрева ее в высоком вахууме, а также наличия оксидчых пленок. Средний удельный поток. газовыделеияя для коррозиоино-сзойкой стали с тщательно очищенной поверхностью после прогрева в высоком вакууме составляет 3,0 (!О з ...!О 'з) ПаХ Х мз/(с м').
Поток газовыделения с поверхности алюминиевых сплавов зз. висит также от химического состава, структуры, температуры и времени обезгщкиваиии поверхности, оксидиых пленок. Средний удельный поток газовыделения с поверхности алюминиевых сплавов после прогрева н высоком вакууме составляет(2,0 ... 5,0)Х Х10 г Па мз/(с мэ). Предельное остаточное давление, Па, создаваемое ТМН, без учета иатека- мвхлничвскив влкррмныв нлсосы Гррзвлвхвввхллмвм мсввсм / л рр р,г р,рз р,г бц г/з (9.
86) (9.83) Рвс. Э.зэ. Зависимость хвврфввмсвтв Г Вт втввювмив >/Ь Ввл мелевых вввхввв ври мвлвхрвврввм твчвинв газа пня газа при возможной малой негермегнчиости определяют по Формчле ро — — ~ Ргцг/5. (9,80) где г! — площадь участка поверхности газовыделения. мх: о. — удельный поток газовыделения. Па.м*/(с.м'); 5— рабочая быстрота действия насоса, мшс. Общее отношение давлений для насоса в тоб = рв/рв = П тх, (9 81) х=> где рф — форвакуумнае давление; — рабочее отношение давлений г для с-го колеса, Быстоотв откачки 1-го вабочего 'ко- леса 5ох =- 5>+ (/~ ('гх — 1.0), (9.82) где 5> = 5н + Ягв. вс/рх — объем газа, откачиваемого первым и всеми последующих>и рабочими колесами на.
соса (5н — заданная быстрота аействия насоса; Огл. вс — поток газовыде. пения на всасывании; р, — давление дсасывания); (/> (т, — 1.0) — обьем гааа, перетекающего через радиальный кольцевой зазор и откачиваемого только первым колесом. Проводимость кольцевого радиального зазора 8 в I мТ аЬх и,= — ~У вЂ” — г, 3 У 2дМ / где е> — универсальная газовая по стоянная.
Дж/ималь; а — пернмег Р окр) жнасти колем. и; Ь вЂ” рад>аль. ныи зазор. м: / — ширина колеся, н. à — коэффициент, зллнгяхпий ат гео. метрических размеоов зазора (рис. 9.68м Для азота пон Т = 293 К проводи. масть (/> =- 314 абхГ'//. Для Ыго ра. .,бочего колеса 5ог = 52+ (/г (х>— ' — 1,0). где 5 =51,/.,+Е„., /;; (9.84) / и ал. ва г = Х Р/>4/! — (9.86) >=! поток газовыделения с поверхностей между ! — 1-м и >.м колесами рх — ' давление всасывания для х-го колеса: / — порядковый номер участил по верхнагти гзловл>деления перед !-и колесом. Рабочее атно>пенне давлений для 1-го колеса с учетом пеоетенаньй газа и газовыделении можно определить по формуле 5! т! = тювх дг (тввхх яг — 1 0) 5>ввх ! где тлю„ дг — максимальное отнашь иие давлрннй для с-го колеса.
При' учете перетеканий газа через радиальный зазор х>ввх'дт = 5ювх гтвмх! + ~- (/! (х ! — 1,0) 5>лвх ! + '.>! (тхввх г ! О) (9.87! Определение откачной харлктери. стнкн ТМН основано на согласовал ности последовательно работаюпхих ро торных и статорных колес, хзракте ризуемой уравнением потока 0 = 5Р Результаты теоретического несла' дования влияния геометрии межлопз точных каналов рабочих колес, также основных параметров на откач иую характеристику ТМН показывая>т.
что цредельиое остаточное давление, создаваемое ТМН, определяется пша ком газовыделения с внутренней ись „, рхности корпуса насоса и деталей зо отара, расположенных в полости вса;ывания (прн пренебрежении натека,„,ем гала из окружлющен среды н лсио мхлой иегерметичиости ТЬ!Н), рабочей быстротой действия и числом ступеней. Применение в ТМН раоочнх колес с малыми углами сс Риаклоиа паза илн лопаток в последних ступенях приводит к умвньшеиа>о предельного остаточного давления только при малом газавыделелич по сравнению с быстротой действия. При относительно больших пртахах газовыделения для улччшения огкхчпай характеристики ТМН сле дует выбиоать открытую структуру чежлоплтачных каналов рабочих колес с углом а = 36 ... 40', так как достижение минимального давления в этом случае вааможио тольно при чвеличеиии рабочей быстроты действия васаса.
Критеочем для вь бора оптимальнога варианта проточной части ТМН при заданных условиях гчужит миннмальвый условный объем пакета рабочих колес !' = О.йбд026/, поскольку 2 ° ч ири увеличении наружного диаметра /)х ао сравнению с его миипма>юным значением, апределяеиым из условия обет: деления прочности, число ксшес 6/, леагходнчое для обеспечения заданзога атно>пения давлений, умень- лается вследствие относительного синг келия влияния ил быстроту действия л атно>пенне давлений глсовыдезения с вн!'тренних поверхностей насоса и зеретехачий через радиальные зазоры. При нарчшении молекулярного рамн>:а течения газа в проточной части /снешеипе, заболей зоны характц>истинн насоса пан эксплуатация в область повышен ых давлений) число колес должно быть увеличено.
Про"ачлую часть ТМН пекомендуется выаалня>ь двух- или тоехсекционной, причем в первой секиии следует при"енлть рабочие колеса с открытой с'Руктуоой ме>клопаточных каналов (ц =- Зб ... 40': а/6 лв 1,0 ... 1,4), л в последней — колеса с а = 10 ... и а6 06 ... 08. пе . Фгрвакуумный, насос должен абеб.
кня ечввзть молекулярный режим тече"" газл эа последним рабочим коле\ох сом на стороне нагнетания ТМН. Ппи эхом во всем диапазоне изменения; давления всасываиии ТМН быстрота действия форвакуумного насоса не должна быть мсныпе быстроты действия ТМН, приведенной к условиям нагнетании. Результаты теоретических и экспериментальных исследований хаоактеристик ТМН покааывают, что йри повышении давления всасывания примерно до р =- 1,0 ...
0,1 Па в ра. бачнх колесах насоса возникает молекчлярно-вязкостный или вязкостный режим течения газа, вс'>едствие чего резка уменьшаются быстрота действия насоса и отношение давлений. В наст)>ящее время в качестве форвакччмиых обычно используют плунжерныс !насосы, создающие при быстроте действия 5 =,0 давление 1,0 ... 0,1 Па Результаты экспернменталь. ного исследования влияния форвакутмного давления на предельное остаточное давление, создаваемое ТМН, показали, что предельное давление вгасываиия, до которого быстрота действия не вавнсит от р, составляет 0.1 ... 1,0 Па.
Учитывая, что для ТМН при работе иа этих режимах т вм !ОО. следует принимать промежуточное давлеяие, т. е. давление нагнетания ТМН и давление всасываиия форвакуумного насоса, ие более 66 ... 130 Па. При этом значении промежуточного давления быстрота действия форвлкуумнаго насоса и быстрота действия ТМН, увеличенная на поток газовыделения в иагнетательной полости, должны быть равны. Применение в качествэ форвакуум ных вакуумных насосов, создающих давление ниже 0,1 Па, целесообразно, когда отношение давлений для ТМН меньше отношенвия давления всасываи на предполагаемого форввкуумного насоса к предельному остаточному давлению, определяемому уравнением (9.80), т. е.
когда отношение давлений ТМН определяется числом ступеней„ а не потоком газовыделения с внутренней поверхности корпуса насоса и дет лей ротора Порядок расчета аткачной характеристики ТМН. 1. Газодииамический и прочностной расчеты рабочих колес, определение МЕХАНИЧЕСКИЕ ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ Уянбололенллнлныз ааааэм Таблица 9.17 Способ оиределения Параметр Результат 1,0 1»10 э ... 0.1 Ааог 23 293 Исходные данные 5.0 1,4 0.55 0,30 1.0 Паанямавт 1,0 1.О 35 1-10 ' 4 10"э Формула (9.79) Формула (2.23) 417.! Принимают Принимают с учетом: 3/(0,90 .. 0,95) Фарэгула (9.67) 0.271 0,149 О» Хпэ 0.55 Х Р ~/В* Вормула (9.79) Формула (9.70) Формула (9.69) Формула (9.76) 53 1,017 1,117 их объемных характеоистик н геометрических раамеров. 2. Определенче суммарного потока газовыделения с внутоенней поверх.
ности корпуса н легнлей ротора, рас. положенных а полости нсасыаанлл насоса (Ягв нг), а также между рабочими колесамй (()гн „Р Е 8. Проверка предельного остаточного давления по ураянгнню (9.80). 4. Выбор форвак» чмного насоса. , обеспечиваюшего зя последним колесом ТМН молекулярный режим течения гана. 8. Определение числя рабочих колес (роторных и ста горне!х) йоследовательиым подсчетом атилл)гиня давлений длн каждого колггя. начиная с первого, до достижения Фоовакуумного, давления, а также определение общего отношения давлений по уравнению (9,8!].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
