Розанов Вакуумная техника 1990 (1248470), страница 42
Текст из файла (страница 42)
$ 9.10. Пример проектировдчного расчета вакуумной системы в стационарном режиме работы Выберем для проектировочного расчета вакуумную систему установки, обеспечивающую возможность получения сверхвысокого вакуума. Исходные данные: !) суммарная производительность газовыделения и натекания 9=4 1О-' ма Па/с; 2) рабочее давление в вакуумной камере р=10-' Па; 3) время работы системы в стационарном режиме !с=3600 с; 4) размеры откачиваемого объекта: се=500, 1=1000 мм; 5) дополнительные условия — использование магниторазрядного, пароструйного и вращательного насосов. 1. Выбор вакуул!ной схемвь Выбираем вакуумную схему, изображенную на рис.
9,23. 2. Выбор вакуул!ных насосов. а. Выбор сверхзысокоэакуумного насоса, В соответствии с дополнительным условием для сверхвысоковакуумной откачки выбираем магниторазрядные насосы серии НМД с предельным давлением рнрз=7 10-' Па и диапазоном быстрот действия от 6 10 'до 1,2 м'/с. Эффективную быстроту откачки в откачиваемом объекте определяем по (9.64); 5,4~=Я/р~ — — 5 10 '/10 '=5 10 ' м'/с.
Найдем коэффициент использования магниторазрядного насоса. Пользуясь методикой, изложенной в $9.5, или рис, 9.25, ю' при п=3 находим для 5,а= = 10 ' ма/с оптимальное значею' ние коэффициента использования К„1 — — 0,35. Воспользуемся формулой (9.65) для нахождения номинальной быстроты действия: ю' е 5,= Ки1Р1 Раш 4.10 — а =-1,17 ыз/с 0,35 !О-в — 7 !О-' Ближайший по быстроте действия магниторазрядный насос НМДО-1 имеет следующие характеристики: Номинальная быстрота действия, м'/с диаметр входного патрубка, мм Наибольшее рабочее давление, Па Наибольшее давление запуска, Па Предельное давление, Па ю' Ют Юх и' гр' ГО' ЮлРяо Рис. 930. Быстрота действия ваку- умных насосов: т — НМД-1, т — Н-ОЯВС; 3 — ВН 01 при раалннных данлениах иа входе в насос 1,20 250 1О"' 10е 7,0.10 а 5 а — — — — 6,5 10 — ' мз1с.
Катря — Рорт 0 13 5 !0-з — 3 10-4 Ближайший по быстроте действия пароструйный насос Н-0,15С серии Н имеет следующие характеристики: 223 Зависимость быстроты действия насоса НМДО-1 от давления на входе в насос приведена на рис. 9.30. б, Выбор высоковакуумного насоса. В соответствии с дополнительными условиями выбираем серию паромасляных насосов типа Н, имеющих предельное давление р„ря — — 3 10-4...4 10 — а Па с диапазоном быстрот действия от 1,5 10 Я до 30 мз/с.
Рабочее давление парамасляного насоса выбираем по наибольшему рабочему давлению магниторазрядного насоса с коэффициентом запаса ср=2. Тогда ря=10 1/гр=5 1О з Па, что соответствует эффективной быстроте откачки 5аэя — — Яlря=4 1О О/(5 10 — ') = =8 10-О мз/с По методике, изложенной в $9.5, или по рис. 9.22 при а=5 находим при 5,р=8 10 — ' м'/с оптимальное значение коэффициента использованиЯ .Кия=0,13. НоминальиаЯ быстРота действиЯ паРоструйного насоса 10 4 8 4 4 1О-' 10' Зависимость быстроты действия насоса ВН-01 от давления на входе приведена на рис. 9.30. 3.
Определение конструктивных размеров трубопроводов и выбор элементов вакуумной системы а. Сверхвысоковакуумная система. Найдем общую проводимость участка вакуумной системы от магниторазрядного насоса до ваку. умной камеры по формуле (9.67): 12 ° 065 мзс, 0,35 1 — 0,35 и„=з„, 1 — К г где В,п — быстрота действия Составим компоновочную умной системы. насоса, выбранного по каталогу.
схему рассматриваемого участка ваку. Номинзльнзя быстрота действия, м'/с...... 1,5 10-' Дизметр входного пвтрубкз, мм......... 46 Диаметр выпускного пзтрубкз, мм........ 8 Нвнбольшее выпускное давление, Пв ....... 53 Предельное давление, Пв,............ 3.10 4 Предельное давление насоса с ловушкой, Пв . .. 3 10-' Зависимость быстроты действия насоса Н-0,15С от давления на входе приведена на рис. 9.30. в. Выбор насоса для рабогог в области среднего и низкого ваку- ума.
В соответствии с дополнительным условием выбираем серию вращательных насосов типа ВН с предельным давлением по воз. духу (с ловушкой) 4 10 ' ... 10-з Па и диапазоном быстрот действия от 10-4 до 1,5 10 ' мз/с. Рабочее давление механического насоса выбираем по макси- мальному выпускному давлению паромасляного насоса с коэффи- циентом запаса ф=2. Тогда рз=53/ф=27 Па, что соответствуетэф- фективной быстроте откачки О 410 — б 8, = — =- ' =.1,5 10-7 мз/с, вфз Рз По методике, изложенной в $9.5, или по рис.
9.17 найдем прн Я,ф 1,5 10 т м'/с и п=З оптимальное значение К„з=0,7. Номинальная быстрота действия механического насоса В з ' — 2,6 10 ' м'/с, 510" Квзрз Рпгз 0 7 27 — 4 10 г Ближайший по быстроте действия механический насос ВН-01 имеет следующие характеристики: Номинальная быстрота действия, м'/с Диаметр входного пвтрубкз, мм Предельное давление, Пв Предельное давление насоса с ловушкой, Пв Максимальное выпускное давление, Пз На ис. 9.31 показаны Р внутренние размеры отка- евуунв чиваемого объекта и длины трубопроводов. Участок вакуумной системы состоит из трех элементов трубопро- 3 с вг бу 3 С задов / и 2 и затвора 3. Определим проводимости ----- — — — яр г элементов и диаметры тру- -4 — Г -4 — Г-' — "' бопроводов.
Будем считать в первом приближении, что все элементы имеют одинаковую проводимость. Тогда (/г/=3(/ш=З 0,65ж2 м'/с. Г ! 54уб Уртеяа Режим течениЯ газа в тРУ- р и с д з! схема сверхвысоковвкуумбопроводе определим по ра- ного участка: бочему давлению рг —— 10 ' П З вЂ” трубопроводы; у — затвор Па н диаметру входного патрубка насоса с(„=0,25 м.
Критерий Кнудсена Евф Ргивх 10 .0,25 т. е. режим течения молекулярный. Диаметр первого элемента может быть рассчитан из условия последовательного соединения входного отверстия и трубопровода: 1 — 4ЕО,5з 0,2 д!Лт 12!ит Отсюда получаем с(,=0,19 м. По ГОСТ 18626 — 73 выбираем условный проход трубопровода с(,=0,2 м. Тогда проводимость первого участка (/11=2,29 мз/с, проводимость отверстия 3,7 м'/с, проводимость трубопровода 4,84 м",с.
В качестве затвора выбираем ЗВЭ с диаметром условного прохода д=160 мм (см. табл. 9.11) и проводимостью в молекулярном Режиме течения газа 3,34 мз/с. С учетом входного сопротивления проводимость затвора найдем из равенства ! — и'„/иг, — + //гз д1л З,З4 у Таким образом, (/ге=2,2 мз/с, причем проводимость входного отверстия 6,4 мз/с, а проводимость затвора 3,34 м'/с. Диаметр трубопровода на третьем участке выберем из условия (/ге=2 мз/с. Тогда с учетом размеров предыдущего элемента ! 1 — ев/тгз, 0,2 ! Г в/гз д!Е~ 12!аз 224 8 — ! 634 225 б. Вогсоковакуудгная сисге. лга.
Найдем общую проводимость участка вакуумной системы от пароструйного насо. са до вакуумной камеры по (9.67): 11оз=Яыз "' =1,5 10 — 'Х )ьм2 Кэ2 )с ' 2 24,10-з мз/с о,!з ! — О,!3 где 5„2 — быстрота действия пароструйного насоса, выбранного по каталогу, Составим компоновочную схему рассматриваемого участка вакуумной системы.
На компоновочной схеме (рис. 9.32) показаны внутренние размеры откачиваемого объекта и трубопроводов. Участок элементов: трубопроводов 1, 3, 5„, +)1„1,20+ 0,78 О 5 га р усеяв Р и с. 9.32. Схема высоковакуумного участка: Г, 3, З вЂ” трубоарозалы; 2 — ззтзор; Š— ло- еуыхе Таблица 912 Таблица 913 Распределение давления на участке вакуумной системм от пароструйного насоса до откачиваемого объекта Дззленме на зыходе нз злементоэ, Пе Перепад дззлееме мз элементах Ьр, Пе Прозадпмость элемента и, мезе дззлемне не зхаде з эле- менты, Пе Название элемемтоэ Перепад дззлемнз нз элементах Ьр, Пе Прозодн- мость эле- мента и, мпо дззлееме не выходе эе элементов, Пз Предельное давление Р з Пе дзэлеене на зхаде е элемент, Пз Название элемеетаэ 4910 ' 6,110 ' 3310 з 4910 з 1 6,)о-е 1,210 ' 2,48 3,34 Элемент 3 ! по длине Затвор ЗВЭ [ входное отверстие 9 45.10-з З.)О 3.10 ' 3 10-' 4,23 10-' 1,03 10 ' 6,1 ° 10 ь 6,7 10 7,5 10-' 8610 ' 6,1 10-з 6,7 10-' 7,5 1Π— ' 0,6 1О-' 83)0 г 1,1 1О-з 6,41 1,12 1О 9 45.10-з 1,03 10 з 3910 ь 3,57 10-ь 4,23 1О ' З9 10- 8,13 10 ' 1 трубопровод Элемент ! [ входное отверстие 3,7 310' 2910 ь 11.
10-з 813 10-ь 1,4!О' 310 з 3)0' 1,1 ° 1О ' 1,310 ' 2,1 ° 10 ь 7 10-' 1,89 10 з 5710 ' 1,310 з 14 10-з Определим проводимости элементов и диаметров трубопроводов. Предположим, что все элементы имеют одинаковую проводимость. 8е 227 При с)2=0,16 м из записанного соотношения имеем с)2=0,153 м. Согласно рекомендуемому ряду диаметров выбираем а)2=0,160 м, Таким образом, 1/м — — 2,48 мз)с, а общая проводимость участка с учетом того, что входная проводимость насоса равна бесконечности, 1 ! ! 1 1 ! ! ! 2,29 2,2 + 2,48 Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 0,78 мз)с, что несколько больше требуемой 0,65 мз)с. Коэффициент использования магниторазрядного насоса Коэффициент использования К„=0,39 близок к оптимальному значению 0,35.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
