Розанов Вакуумная техника 1990 (1248470), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Технологическое газовыделение отсутствует. Определение собственного газовыделения. По формуле (9,51) н табл. 9.1 находим удельную газопроницаемость е)„а по (9.52)— среднее газовыделение д,р. Суммарная поверхность откачиваемого объекта и трубопровода, изображенных на рнс.
9.29, а, может быть рассчигана по формуле 4 Р =- '~' Р, =4,7Рв+ 2,4Р~„ 1-1 где Р и Р,— в метрах. Газопроницаемость и диффузионное газовыделение конструкционных материалов для всей установки (ма Па/с) Я,+0„=07„+~),р) Р=О)п+(),р)(4,7Р'+2,4Р,). По указанному типу течеискателя из табл. 9.3 находим минимальный поток, регистрируемый течеискателем: Я„=10 т ма Па/с. Всего проверяемых соединений десять (два в трубопроводе и восемь в камере), Число испытаний на герметичность равно числу соединений (пг= — 1). По фоРмУле (9.53) полУчим Я,=0,2 10Ятн= =2 1О т ма Па/с. Собственное газовыделение установки Я,=Як+ + Оп+Як= (па+пер) (4 7Ра+2 44Рв ) +2'1О ~ м Па/с. Дли Пп+ +9ср=2 10 —" м'Па7(ма с), Р=1 м, Р,=0,5 м полУчим (ече= =2 1О-' м'Па/с. Расчет распределения давления.
В схеме рис. 9,29, а расчет проведем для двух сечений вакуумной системы: одно — между откачиваемым объектом и трубопроводом, второе — между насосом н трубопроводом. Давление в сечении между насосом и откачивае 21( ЗнпРпр Р Рорн Рн 91 1)т ~'от в е С учетом (9.62) запишем выражение для давления в откачиваемом объекте: О, (1' — ):)О)'))т) рб — рк+ Др/ — )ук+ т 91))„ ))и)'))г =Рпр+ Яс .ч + 121 утт + 91)чт / ' На рис.
9,29, б представлено распределение давления по длине трубопровода при рпр — — 1О-О Па, 5„=1 ма)с. Давление в откачиваемом объекте ро=2 10-' Па. 9 9.9. Проектировочный расчет вакуумной системы в стационарном режиме работы Проектировочный расчет выполняется при разработкеновыхвакуумных машин и установок. Целью такого расчета является выбор откачного оборудования, арматуры и определение размеров соединительных трубопроводов из условия обеспечения заданного рабочего давления в вакуумной камере. Основные технологические процессы в вакуумной камере осуществляются в стационарном режиме работы вакуумной установки. Для этого режима течения газа характерно постс .нное или медленно меняющееся технологическое газовыделение. 218 и) б) Р и с.
9.29. Проверочный рас. че вакуумной системы в стационарном режиме работы: и — вакуумная схема, б — распредепение дпппення по длине трубопро. вода мым объектом вакуумной системы с сосредоточенными параметрами рассчитываем по формуле (9.60): Рн= хопр+ с с/5хн Проводимость трубопровода круглого поперечного сечения при молекулярном режиме течения ()тр — 121Р,', Согласно (9.61), давление на конце трубопровода Проводимость входного отверстия нз откачиваемого объекта в трубопро. вод при молекулярном режиме Минимальная стоимость вакуумной системы достигается выбором оптимального значения коэффициента использования вакуумного насоса. В качестве исходных данных прн проектировочном расчете должны быть заданы: 1) суммарное технологическое газовыделение и натекание Я; 2) рабочее давление в вакуумной камере р; 3) время работы в стационарном режиме 1,; 4) размеры откачиваемого объекта: диаметр б(, длина 1; 5) дополнительные условия.
Суммарное газовыделение и натекание задается ориентировочно по аналогии с существующими конструкциями. Рабочее давление в вакуумной камере полностью определяется требованиями технологического процесса. Время работы системы в стационарном режиме зависит от длительности осуществления техпроцесса. Дополнительные условия могут содержать эксплуатационные и конструкторские требования: совместности работы вакуумных насосов в заданном диапазоне изменения потоков или давлений; дублирования систем с целью повышения надежности; регулировки давления в откачиваемом объекте; применения «двойной» откачки и т. д. Проектировочный расчет вакуумной установки в стационарном режиме предусматривает следующие основные этапы; а) выбор вакуумной схемы; б) выбор вакуумных насосов; в) определение конструктивных размеров трубопроводов и выбор элементов вакуумной системы.
Вакуумную схему выбирают по аналогии с существующими установками такого же назначения. При выборе типа вакуумного насоса могут быть учтены особенности осуществляемого технологического процесса, например ртутные выпрямители удобно откачивать парортутными насосами, оборудование для пропитки катушек трансформаторов — паромасляными насосами, установки для изучения свойств материалов при низких температурах — криосорбционными насосами, установки с собственными магнитными полями — магниторазрядными и т. д.
Условием стационарного режима работы вакуумной установки является равенство эффективной быстроты откачки 5пе и быстроты газовыделения 5о внутри вакуумной камеры; 5ее=5о. Быстроту газовыделения можно определить по формуле 5а= Я)р, Таким образом, в стационарном режиме работы для нахождения эффективной быстроты откачки насоса в вакуумной камере можно воспользоваться формулой 5„=(И. (9.64) По найденному значению 5пе, вакуумной схеме и типу насоса по методике, изложенной в $ 9.5, можно найти оптимальное значение Коэффициента использования Ки, вакуумного насоса, непосредственно откачивающего вакуумную камеру.
219 Номинальное значение быстроты откачки насоса, откачивающего вакуумную камеру в стационарном режиме, можно определить по формуле (9.47), которая с учетом обозначений, принятых в исходных данных, примет следующий вид: 5,= !) (9.65) Кизр — Раут где Я и Р известны из исходных данных; Кю опРеделено; Рпр~ — характеристика выбранного типа насоса. Выбор типа насоса определяется условием рпрт(<Кы1р.
Если это условие не выполняется, то неоа(ходимо выбрать насос другого типа с меньшим предельным дав;1ением. По каталогу выбирают вакуумный насос, имеющий номинальную быстроту действия, большую или равную значению, определяемому по формуле (9.65). Если не удается подобрать насос с необходимой быстротой дей. ствия, то можно применить параллельное включение насосов, при котором в соответствии с $ 9.3 эффективные быстроты откачки всех насосов суммируются в откачиваемом объекте.
Аналогично можно выбрать все последовательно включенные насосы. При этом в качестве рабочего давления 1-го насоса р; для насосов, сжимающих газ, нужно принимать максимальное выпускное давление предыдущего насоса, а для сорбционных насосов — их наибольшее рабочее давление Р,!! 11 Р! =Рв<ь-у1/т! где у! — коэффициент запаса; 71=2.
Производительность откачки (,! для всех последовательно включенных насосов остается неизменной, рпр, и Кы находят из каталогов, графиков или таблиц. Любой последовательно включенный насос, работающий при стационарном режиме, можно выбрать аналогично (9.65): ~ы! О (9.66) Ки !Р! Рир у Для определения общей проводимости участка вакуумной системы от насоса до откачиваемого объекта или между двумя последовательно соединенными вакуумными насосами воспользуемся основным уравнением вакуумной техники, записав его в следующем виде: Ки! (9.67) Ки! где 1!о! — проводимость участка вакуумной системы от 1-го насоса до предыдущего насоса или откачиваемого объекта.
Проводимость участка вакуумной системы может быть выражена через проводимости отдельных элементов — клапанов, ловушек„ трубопроводов — с учетом их последовательного или параллельного 220 Таблица 9!! Проводимость вакуумной запорной арматуры в молекулвриом режиме течении газа Проводи. мосты мне типы запор- иов арма- туры Диаметры уеловыото прохода, мм Типы запор- «ов арма- туры Проводы- мость, мне Диаметры условыото прохода мм 0,102 0,332 0,0014 0,0040 0,0! 40 0,0400 0,1480 63 100 10 !6 25 40 63 ВРП-63 ВРП-100 КМУ1-10 КМУ!-16 КМУ!-25 КМУ1-40 КМУ1-63 1,2 3,34 13,4 46,25 0,014 О,! 48 0,470 0,011 100 160 250 400 25 63 100 25 ЗВЭ-100 ЗВЭ-160 ЗВЭ-250 ЗВЭ-400 ВЭП-25 ВЭП-63 ВЭП-!ОО ВРП-25 В молекулярном режиме течения вероятность прохождения элемента молекулами газа (9.69) иот 01сеО где с!а — проводимость элемента; с1„— проводимость входного от- верстия; с(о — диаметр входного отверстия. Вероятность Ра всегда может быть представлена в виде функции, зависящей только от со- отношения размеров элемента, 221 соединения.
Если иа участке вакуумной системы имеется несколько последовательно соединенных элементов, число которых равно т, то должно выполняться условие — — +...+ +...+ —. (9.68) 1 1, 1, ! ! и„ и„ ' и„ "' и„ "' и„, ' При проектировании вакуумных систем нужно стремиться к тому, чтобы проводимости всех элементов вакуумной системы были одинаковы: (Уп=(7Я,— — ... — — 17„= „. =(7 ь Из (9.68) следУет, что 1!п=п!11оь Проводимость любого нз элементов участка вакуумной системы должна быть в уп раз больше, чем проводимость самого участка. Сложные элементы — ловушки, клапаны, затворы — выбирают по каталогам (табл.
9.11). В случае отсутствия необходимого элемента возникает задача проектирования специального элемента. Составляется расчетная эквивалентная схема, при этом сложный элемент разбивается на более простые соединенные последовательно или параллельно расчетные элементы. значение которой остается постоянным при подобном изменении размеров элемента. Задавшись принципиальной схемой элемента, можно определить все относительные размеры, а следовательно, и значение функции Рь Так как значение 1/; известно, то из (9.69) можно найти диаметр входного отверстия с(О и все остальные размеры элемента.
Пользуясь компоновочной вакуумной схемой, определяют длины всех трубопроводов. Режим течения газа можно определить по диаметру входного патрубка насоса и заданному рабочему давлению. Пользуясь приведенными ранее формулами для расчета проводимостей трубопроводов при различных режимах течения, по известной проводимости и длине трубопровода всегда можно определить его диаметр. Рекомендуется выбирать следующие номинальные размеры условных проходов элементов вакуумных систем (мм): 0,1; 0,25; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300. Для использования в фланцевых, штуцерных соединениях и элементах трубопроводов допускается применение следующим номинальных размеров условных проходов (мм): 8; 12, 20; 32; 50; 80; 125; 200; 320; 500; 800; 1250; 2000; 3150; 5000 (ГОСТ 18626 — 73).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
