К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 111
Текст из файла (страница 111)
При У« Яи быстрота откачки определжтая проводимостью трубопровода и 41 = (( На прылихв ог, > оо И 11> Яо. При расчетах Яо обычно определяют исходя из газового потока Д н рабочего давления рр, а искомой величиной яю2яетоя причем проводимосгь трубопровода У, квк правило, неизвестна. В этом случае Ун оценивают по формуле ои м «оо где « — коэффициент использоваюи насосов; 2 - дпя высоковакуумных насосов; « = 1,1 ... 1,25 - для механических вакуумных насосов. Расчет проводимости вакуумных систем выполюпот в большинспю случаев исходя из разности давлений рг - р2 на концах вакуум- провода и с учетом его размеров и формы, а также числа Кнудсена Кп 3и(, где 22'- хараК- терный размер вакуумпровода; Х вЂ” длина свободного пробега молекулы.
В вахуумной технихе практически вьщеляют три режима течения газов: вязкостный (при кл я 10 2 вплоть до атмосферного давления в системе); молекулярный Кл Е 0,33; переходный и молекулярно-вязкостный 10 2 < Кп < 0,33. Турбулентное течение практичеоки не учитывается, так как оно существует в процессе откачки не продоолнительное Глава 3.7. ВАКУУМНЫЕ И ГАЗОВЫЕ СИСТЕМЫ Проводимость большой диафрапвы определяетск по формуле (3.2.3) с поправочным коэффициентом А' /(А' — А), п1е А'- площадь поперечного сечения вакуумпро вода, диаметр которого соизмерим с диаметром диафрагмы. Для воздуха при 273 К проводимость болыпой диафрагмы время и состаюиет малую часть суммарной длительности откачки.
Реиим течения воздуха при Т = 293 К будет молекулярным, если рИ я 0,02 Пам, вязкоспгым, если рН в 1,33 Па м и переходным, если 0,02 > р41 > 1,33 Па м, где р = (рг + рт)/2. Пропускная способность стандартных элементов вакуумных систем (ловушки, затворьв клапаны,и др.) указывается в паспортных данных. Расчет проводимости вакуумных систем приведен нине'. Вязкоствый ремни течения газа.
Течение газа через диафрагму с тонкой перегородкой при Ь «А (рис. 3.2.44) рассматривается двя двух случаев: течение через малую диафрагму при И «Ю и течение через большую диафрагму, хогда Н соизмеримо с одним из больших диаметров З. Проводимость малой диафрагмы А А' (/ = 200— 1 — т А' — А Проводимость цилиндрического трубо- провода (/ = кгзр /(86)), где г - радиус поперечного сечения трубопровода, м; р - среднее давление трубопровода, Па; т( — динамическая вязкость, Па с. Для вожуха при 293 К (/ = 1360Ы р / 1, Г/=А "/ 1+т (3.2.3) где 1 - длина трубопровода, и, Проводимость длинного трубопровода прямоугольного сечения с размерами сторон а и Ь равна где А - плошадь сечения диафрапвы, мз; т = рт / р1, Š— показатель адиабатьц ди двтхатомньгх газов (Нь Оъ )42) /с = 1,4; тг— универсальная газовая постоянная.
Для воздуха при 293 К аЬ р( 192 Ь (/ = — — 1 — — Х", 12цг~ „за где Х" — коэффициент, опредаиемый графически (рис 3 24Я Для воздуха при 293 К о,ти А Д;о,ж 1 — т при ОД28 Я т < 1; (/ =19508'(а Ь /с)р, А 200— 1 — т 200А при т < 0,528; цри т < 02. где к' - коэффициент, который зависит от а/Й а/Ь 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Й' 1,0 0,99 0,98 0,95 0,9 0,82 0,71 0,58 0,42 0,23 о,ф О,З 0.1 0,002 0 О 2 О 4 0 б О О в/В Рве.
3.2.45. Завязивши вэвЬфюиевга К ат в/Ь Рве. 3.2.44. Двафзапю ' Здесь и далее в подрззд. 3.2.5 для расчета проводимости приведенм эмпирические формулы. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ 341 р пзбз (/ =— 64 г(Е пт + ЬЗ =(/х +ПО ~ Для воздуха при 293 К п3ЬЗ ~~а2+ Ь') 4 4 1') г2) ~ '""7(гг /«г~ ~~ х р и=— =Бчг~ дпя воздуха прн 293 К (гг — г2 ) г4,,4 (/ = 21,67. 10— ЗР АЗ (/ = 383 —,/Т / М.
,г262 (/=97я- ',/Т/М, Е(п+ Ь) дпя воздУха прн 293 К (/ = 1360— р 1 1 + 0,030 / с Ма ......... 1 0,667 0,500 0,333 0,200 0,125 0,100 1,108 1,126 1,151 1,198 1,297 1,400 1,444 л2Ь2 (/ = 53,7 з(Т / М. ~Р+ ЬЗ Проводимость щели при 1 / Ь > 10 (/ = 36,4 — ~Т / М )и —. ЬЗ Ь (/ =38,1 ~ — — )Т,~~/М, , ~г Проводимость длинного трубопровода эллиптического сечения с длиной осей а и Ь Проводимость трубопровода с двумя комгси~льными цилиндрами с гг > г2 (г1, г2 окпхегственно Радиусы наружного и внутреннего цилицпров) Проводимость короткого трубопровода круглого сечения (Ь Ь 20Щ (/ = шу р 4 Проводимость цилиндрического трубопровода с коаксиапьно Расположенным стерж- нем где Ыг и с(2 - диаметр соствештвенно внешнего и внутреннего цилиндров.
Проводимость трубопровода с эллиптическим сечением с осями и и Ь Проводимость короткого трубопровода с сечением произвольной формы где (/к - проводимость короткого трубопровода, вычисленная по формуле для длинного трубопровода; Пс - проводимость входного отверспи трубопровода. Молеаулярвмй раиша течеаиа газа. Проводимость малой диафрагмы (/ = 36,4АРТ / М, гпе А - площадь сечения малой диафрагмы; М - молекулярная масса Проводимость большой диафрагмы (7 = 36,4т(т / М где А - площадь сечения большой диафрапаы; А' - площадь поперечного сечения сосуда, диамегр которого соизмерим с А. Проводимость длкнно го цилиндрического трубопровода круглого сечения (Е > 20г() Проводимость трубопровода прямоугольного сечения со сторонами а и Ь где й" - коэффициент, зависящий от стиоше- ник Ь/ос Проводимость трубопровода с сечением в виде равностороннего треугольника со стороной а пЗ (/ = 15Д вЂ”,~Т / М. Влияние изпгба трубопровода иа 90 (прямое колено) учитьшается удлинением трубопровода на 1,33 диаметра.
Моэмкуларие-ааэкэстаый решим течения газа. Проводимость длинного цилиндрического трубопровода круглого сечеииа определается по эмпиричесхой зависимости Глава 3.2. ВАКУУМНЫЕ И ГАЗОВЫЕ СИСТЕМЫ 1~ = гг в + лсгм ~ где 1Г и Ц„- проводимость соответственно при вязкостном и молекулярном режимах; х,- эмпирический коэффициент, + л Ю для ! е ° элам Пз~ 1, где Р— диаметр трубопровода.
Проводимость трубопровода с другими видами сечений определяется с учетом условного диаметра Р, = т1'зАк, где А - площадь поперечного сечения трубопровода. Слежньге ввкуувыые системы. Проводимость вакуумных систем, вюпочаюшвх в себя участки с различнымн поперечными сечениями, конфшурациями и длинами, определяется следующим образом. Рассчитывают значения проводимости отдельных участков и при их последовательном соединении общую проводимость определяют по формуле 1 А =Х вЂ” ' 11пос при параллельном соединении общая проводимость л Ппар — ~~~ юг . Ш1 При расчете проводимости сложной сис' темы следует учитывать эффект диафрагмнрования, имеющий место при переходе от участков с большим поперечным сечением к участкам с меньшим поперечным сечением.
Поток швов в вакуумную систему Д1 состоит из потока газа, обусловленного технологическим процессом обработки Дт, газовыделением со стенок Дг, натеканием газов через неплотности Я,: Поток Дт можно рассчитать по формуле О,=— чт где Гг' — масса обрабатываемого продукгв; $,- удельное гэзосодержание в обрабатываемом продукге; Г - длительность обработки; ~ = 1,5 ... 3 - коэффициент неравномерности газовыделения. Поток Дг в основном оказывает влияние на давление в вакуумной системе при молекулярном течении газа и зависит от предшествующего состояния рабочей камеры, от ппо- щади поверхности стенок с учетом микрогеометрин, от температуры стенок и от времени предварительного обезшливания: В=ЬА, где лг — удельный поток газовыделения; А площадь поверхности, обращенной в вакуумную полость. В случае, если вакуумная полость ограничивается стенками, изготовленными из разных материалов, поток газовыделения должен состепь из потоков пюовыделений всех участков.
Натеквние газа происходит в основном по разборным и неразборным соединениям, которые не могут обеспечить абсолютную герметичность. Поток газонатекания а,=л а.„ где л - число соединений; Дгеч - минимальный поток, регистрируемый течеискателем. После раочета суммарного газового потока ~ определяют требуемуто быстроту откачки рабочей камеры по формуле где р - давление газа в камере. Некоторые типы наоосов характеризуются разной быстротой действия дпя различных газов.
Поэтому при выборе вида насоса очень важно определить парциальный состав откачиваемого шза Одним из методов расчета проводимости сложных систем при молекулярном течении газа является статистический метод МонтеКарло. Сушность его заюпочается в том, что прослеживают большое число возможных траекторий двгскения молекул от места "старта" во входном сечении до возвращения к сечению входа или выхода из вакуумной системы. Метод основан на моделировании на ЭВМ, при этом отражение молекул от стенок принимается соответствующим косинусоидапьному закону.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
