Программа Физика вакуума (1074311), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Цель работы – изучение основных типов вакуумных насосов, измерение геометрических параметров и расчет быстроты действия насосов.

Лабораторная работа 2 «Изучение и построение циклограммы работы высоковакуумной системы»

Цель работы – изучение и экспериментальное построение циклограммы работы высоковакуумной системы.

Модуль 3

Лабораторная работа 3 «Изучение вакуумметров»

Цель работы – изучение теплового и ионизационного вакуумметров, измерение и расчет основных параметров.

Лабораторная работа 4 «Измерение быстроты откачки вакуумной камеры»

Цель работы – Измерение быстроты откачки двумя методами: методом постоянного давления и методом постоянного объема.

Лабораторная работа 5 «Изучение методов течеискания»

Цель работы – изучение масс-спектрометрического течеискателя и методов работы с ним.

Лабораторная работа 6 «Исследование газовыделения элементов вакуумного технологического оборудования» (определение состава остаточных газов при помощи масс-спектрометра)

Цель работы – изучение методов масс-спектрометрического анализа и приобретение навыков работы с динамическим масс-спектрометром.

Лабораторные работы проводятся с использованием следующего оборудования и аппаратуры:

1. Высоковакуумная система откачки технологического оборудования.

2. Измеритель парциального давления омегатронный ИПДО-2 и сверхвысоковакуумный стенд на базе магниторазрядных насосов.

3. Гелиевый течеискатель ПТИ-10.

4. Высоковакуумный откачной пост.

5. Вакуумные насосы для изучения конструкции, принципа работы и определения основных параметров.

6. Вакуумметры для измерения общего давления в вакуумных камерах.

Отчеты по лабораторным работам должны содержать фактические данные, полученные при проведении экспериментов и измерении параметров вакуумных насосов, вакуумметров, течеискателя и масс-спектрометра, а также результаты расчета и анализа полученных результатов.

Бланки отчетов выдаются студентам для заполнения в ходе лабораторных работ, проверяются и подписываются преподавателем. Прием зачета по лабораторным работам проводится в виде письменного теста.

Рейтинговые оценки по лабораторным работам составляет 15-20 баллов.

4.4. Самостоятельная работа

Входной контроль готовности студента к освоению дисциплины в соответствии с п. 1.3 программы проводится по мере возникновения потребности в знания предшествующих дисциплин по результатам письменного контрольного тестирования на первых неделях занятий. Целью тестирования является установление уровня знаний, имеющегося у студента после изучения дисциплин: «Физика», «Математический анализ», «Аналитическая геометрия», «Электронная компонентная база». Задание, как правило, содержит 4 задачи, на решение которых отводится 35-40 минут.

Типовое задание для оценки готовности студента к освоению дисциплины «Физика вакуума»:

Задача 1

Как изменится давление газа, если при неизменных объеме и температуре половину молекул азота заменить на молекулы водорода?

Задача 2

При нагревании газа на 10К при постоянном давлении объем его увеличивается в 2 раза. В каком интервале температур происходит нагревание?

Задача 3

Определить давление в вакуумной камере вместимостью 100 л, если при температуре 298К в ней содержится 10⁵ молекул азота (m = 4,65 ∙ 10^-26кг).

Задача 4

В вакуумной камере вместимостью 1 м³ при температуре 293К получено давление 10^-9 Па. Определить, сколько молекул газа осталось в камере.

По результатам входного контроля формируются задания для индивидуальной проработки студентами ранее пройденного материала, а также приложения к лекционному курсу, содержащие в краткой и адаптированной форме наиболее необходимы разделы предшествующих дисциплин.

4.4.1. Домашнее задание

4.5. Подготовка к контрольным мероприятиям и их проведение

1. Научно-исследовательская работа

Научно-исследовательская работа не предусмотрена, поскольку проводится в рамках конструкторско-технологического практикума.

1. Рейтинговая система контроля освоения дисциплины

Контрольные мероприятия в каждом модуле проводятся в виде письменных тестов, в рейтинговые баллы по модулю входит оценка по результатам теста, оценка за качество реферата или домашнего задания, оценка за инициативность, учитывается также своевременность выполнения всех разделов модуля.

Для получения положительной оценки знаний за модуль необходимо получить по крайней мере минимальное значение баллов за каждый его раздел. При выставлении итоговой оценки по дисциплине в семестре проводится пересчет баллов в оценки за контрольные мероприятия по рекомендациям Положения о модульно-рейтинговой системе Университета.

Типовые варианты заданий и вопросы для подготовки.

Модуль 1 «Основные положения физики вакуума»

Определить длину свободного пробега молекулы для разных давлений.

Решение:

Таким образом, , т.к. .

В действительности все молекулы движутся, и рассматриваемая молекула движется с относительной скоростью . Тогда число столкновений и .

Например, для молекулы воздуха для нормальной температуры Т=293 К и _в = 3,710^-10 м, k = 1,3810^-23

.

Найдем длину свободного пробега молекулы для разных давлений:

1. Атмосферное давление P = 10⁵ Па

м  65 нм

1. Средний вакуум Р = 10¹ Па (механический насос)

м  0,65 мм

1. Высокий вакуум Р = 10^-4 Па (в космосе на высоте 150 км)

м .

Модуль 2 «Вакуумные насосы»

Рассчитать время откачки полностью герметичной, идеально обезгаженной системы.

Решение:

1. Определим количество газа dG, откачанное за время dt:

,

,

После интегрирования получим:

,

или .

1. Найдем время откачки t_o:

- для идеальной системы (P_K –> 0 при t–>).

Для реальной системы (при t –>, P–>P’):

,

где Р' – предельное давление системы ( );

Характеристики

Список файлов учебной работы