Розанов Вакуумная техника 1990 (1248470), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Рассчитаем распределение давления по длине участка вакуумной системы от магниторазрядного насоса до откачиваемого объекта. Результаты расчета занесены в табл. 9.12. Распределение давления на участке вакуумной системы от магннторазрядного насоса до откачнваемого объекта Давление во входном сечении насоса, согласно (9.60), р„г —— р„р!+ — =7 10 '+ =3,3 10 ' Па. За 1,2 Перепад давления на элементе 3 Арз —— ®(1)з —— 4 10-л12,48= =1,6 10-з Па. Аналогично находим перепады давлений на осталь.
ных элементах, рассчитываем давления на входе и выходе каждого элемента и по полученным результатам строим график распределения давления на рнс. 9.31. 226 Трубопровод № 5 Ловушка № 4 Трубопровод № 3 Клапан № 2 Трубопровод Ле 1; трубопровод входное от- верстие вакуумной системы состоит из пяти 5, затвора 2 и ловушки 4. Тогда Е/зв — — 51/аз=5 2,24 10 з=1,12 !Π— з мз/с.
Режим течения газа в трубопроводе определим по рабочему давлению рз=5 10-з Па и диаметру входного патрубка насоса г(их=0,046 м. Критерий Киуд- сена ивр рвива 5 !О З 0,046 т. е. режим течения молекулярный. Диаметр элемента 1 может быть рассчитан из условия последо. вательного соединения влодного отверстия н трубопровода ! — п~/0,5з отл 9 Ызг + ,21„з 1,!2 !О-з ' Из записанного уравнения находим б(1 — — 0,023 м. По ГОСТ 18626 — 73 выбираем условный проход трубопровода б(,=0,025 м, Тогда проводимость первого участка (/з,=1,42 10-' мз/с, проводи. мость отверстия 5,7 10 — ' м'/с, проводимость трубопровода 1,89Х Х10 з м'/с.
В качестве клапана выбираем ВЭП-25 по табл.9.11. с диаметром условного прохода г(7=25 мм и проводимостью в молекулярном режиме течения газа 0,0!4 мз/с. Таким образом, (/зз — — 0,014 м'/с, причем проводимость входного отверстия равна бесконечности. Диаметр трубопровода на третьем участке выберем из условия (/аз=1,12 10-' м'/с, тогда с учетом размеров предыдущего элемента 3 7 47~з0,2 1,!2 !О з О'2 — 2 6 10 з з г ивз =- !2! !2! Выбираем ива=0,025 м, тогда (/зз —— 9,45 10 — з мз/с. Выбираем ловушку, имеющую а77=25 мм и проводимость (/за=1,12.10-з мз/с. Пятый участок по размерам совпадает с третьим участком, т.
е. (/аз=9,45 10 — з мз/с, б(а=25 мм. Входная проводимость насоса равна бесконечности. Общая проводимость находится из следующего выражения: ! ! 1 ! ! ! ! — — — + — + — + + — — + атттса атз! !!ЗЗ отара 6'ЗЗ татра 1,42 !0 З 442,8 с/мз; 1,4 !О з ' 9,45.!О-з + 1,!2 !О-з 9,45 !О-з 6'оз — — 2,26.10 — з мз/с Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 2,26 10-' м'/с, что несколько больше требуемой 2,24 10-з мз/с. Коэффициент использования пароструйного насоса в системе Я,„з+ 47оз 1,5.
!О-з -!-2,26. !О-3 228 7 Зб 45 б 7 Реп (9,60), Риз=Рврз+ =3'10 + е змз +3,07 10 "=6,1 10 ' Па. Перепад давления на элементе 5 гаРа = аузз =4,23 10 — ' Па. 45. !Π— з Аналогично находим перепады давлений на остальных элементал, рассчитывая давления на входе и выходе каждого. Полученные результаты заносим в табл. 9.13 и строим график распределения давлений (рис. 9.32), в. Оиэковакуумния система. Найдем общую проводимость участка вакуумной системы от пароструйного насоса до механического по (9.67): ! — Киз ! — 07 где 5 з — быстрота действия механического насоса, выбранного по каз алогу. Составим компоновочную схему рассматриваемого участка вакуумной системы.
На компоновочной схеме (рис. 9.33) показаны длины трубопроводов и диаметр выпускного натрубив пароструйного насоса 8 мм, диаметр входного патрубка механического насоса 8 мм. Участок вакуумной системы состоит из семи элементов: четырех трубопроводов 1, 3, 5, 7, клапанов 2, б и ловушки 4. Определим проводимость элементов и диаметров трубопроводов. Предположим, что все элементы имеют одинаковую проводимость, тогда (/з1=7(/!в=7'2 3'10-а 1 6.10-з мз/с. Режим течения газа в трубопроводе определим по рабочему дав- 229 Коэффициент использо.
вания Кар=0,13 равен оптимальному значению. Рассчитаем распределе. ние давления по длине участка вакуумной системы от пароструйного насоса до откачиваемого объекта, Давление во входном се. чении насоса, согласно Р и с. 9 ЗЗ. Схема ннзковакуумного уча- стка: 7, а, 3, 7 — трубопроводы, 7, б — иаапаиач ив аовупвка лению р,=2? Па и диаметру входного патрубка механического насоса 45нх=0,008 м. Критерий Кнудсена Кп — — — ' — ' — 0,035 ( 1, 5, Е, Ет 75 !03 7твф рЗЛвв 27 8 !0-3 но 0,035)5 1О-', т. е. режим течения молекулярно-вязкостный.
Сопротивлением отверстий при небольшом перепаде давления, характерном для установившегося режима при К,з=0,7, в молекулярно-вязкостном режиме можно пренебречь. Диаметр первого трубопровода можно рассчитать при среднем давлении в трубопроводе р,р —— рз=27 Па по проводимости ,!э м4 Е/э!=121 — 0 9+1 35.10з " Р 1гз 143 откуда 44473+3.10 зо(373 — 4,4 10 3=0. Имеем И!3=7,5 10-з м. По ГОСТ 18626 — 73 выбираем 4(73=8 10-3 м, что соответствует х/37=2,! 10 3 М'/С. ТОГда ПОЛУЧИМ 4(33=4133=4473 8 10-3 М. В качестве клапанов на втором и шестом участках по табл.
9.11 выбираем КМУ'1-10 с диаметром условного прохода 413=10 мм и проводимостью 0,0014 м'/с. Проводимость клапана в молекулярновязкостном режиме несколько больше, чем в молекулярном. Разницей проводимостей в данном расчете пренебрегаем. Выбираем ловушку, имеющую дт=10 мм и проводимость 1/34= =1,6 10 — 3 мз/с. Общую проводимость находим из следующего выражения: 7 з Е оз „, Е73! откуда е/33.=2,53 10 ' м'/с. Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 2,53 10-4 мз/с, что несколько больше требуемой 2,3 1О 4 мз/с. Коэффициент использования механического насоса в системе К,— «" = 2'53 1О ' — 0,72.
Я 3+Егоз 10-4 ! 2,53.!0-4 Коэффициент К„з —— 0,72 близок к оптимальному значению О,?. Рассчитаем распределение давления по длине участка вакуумной системы от механического до пароструйного насоса. Давление во входном сечении насоса, согласно (9.60), ~',) 4 !0-3 р„,=рв,+ — =4+ — =4 Па. ао Злы 4 10-4 Перепад давления на элементе 7 4.10-3 Егрт=ФЕ/37= =1 9.10 — з Па 2,1 1Π— 3 230 Аналогично находим перепады давлений иа остальных элементах, рассчитывая давления на входе и выходе каждого, Полученные результаты заносим в табл. 9.14 и строим график распределения давлений (рис, 9.33). В элементах 1, 2, 3, 4 принимаем предельное давление механического насоса с ловушкой 4 10 ' Па. Таблица 914 Распределение давления па участке вакуумной системы от механического насоса до пароетруйиого Давление на выходе нэ элементов, Па Перепад давлении иа элементах дл, Па Проводнмоеть зле. ментов 47, мз7е Предельное давление рэм Па давпенне на входе в эле.
ментах, Па Название элементов Трубопро- вод № 7 Клапан № 6 Трубопро- вод № 5 Ловушка № 4 Трубопро- вод № 3 Клапан № 2 Трубопро- вод № 1 2,! 10-4 1,4 10 — ' 2,!. !О ' 1 9 !О"з 286 !О ' 1,910 3 0,4 0,4 1,610 з 21 10 — 3 25!О' 1'9,! О-з 0,4 0,4 4 0,4 0,4 0,41 0,41 0,41 2 86.10-з 1,910 з 14!О' 2,!.10 ' 0,4 0,4 9 9.11. Расчет централизованных вакуумных систем Р и с.
9 34 Схема централизоваииой вакуумиой системы 231 В централизованных системах откачки одним насосом одновременно откачивается несколько объектов, подключенных к общему коллектору. Примером централизованной системы является подключение нескольких высоковакуумных насосов к одному форваку. умному насосу. Расчетная сх,ма централизованной откачки показана на рис, 9.34. Вакуумный насос через трубопровод длиной 1! проводимостью Е/! подключен к коллектору длиной 1,. Откачиваемые насосы с производительностями Я7, ..., 4,7„ соединены с коллектором через соединительные трубопроводы длиной Ь7,.„,/.п Оз 04 й»-4 йе и характеризуются известными коэффициентами одновре- 7 г и-7 л менности работы т и неста- 5» бильности рабочего давления !4 Е т 4» 877 -,а»л.
р, рз Л»-т рл Дчя коллектора на участ- 0 74 !» ках между последовательно /741 ЕР41 Еи»1 подключенными откачиваемы- !» ми насосами в установившемся режиме справедливы следующие уравнения газовых потоков: т ~ ь(сй'с =(72(рг — р,); КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (9.70) т '«~ с,)сдс=(72(р,' — р,); с-з т()„2', = (7„(рл — р„,). Систему (9.70) можно переписать в другом виде: и Рг = Рс+ У~ счссй'с г с-г л и р =р -'; ( — 2;оср -ь — „до,г,): 2 3 С-2 с-з и р;р'; ( — „уер -г'- -' р'р' ~. При заданных размерах коллектора, определяющих проводимости (72, ..., (/„, потоках Ог, ..., О„ и давлении в одной из точек подключения откачиваемых объектов (обычно р ) из системы (9.7!) могут быть определены давления во всех остальных сечениях коллектора, в том числе и давление рс.
Давление р„при централизованной откачке насосов выбирают меньше максимального выпускного давления высоковакуумного насоса. Быстрота действия насоса (номинальная) я 'ес С(ирс Ряр рл ра о — ч рр р р '(о,= тор); с с Кн — коэффициент использования насоса; рс — давление в месте подключения первого откачиваемого объекта; рпр — предельное давление насоса. Проводимость трубопровода 1 определяют по формуле (ус ††= Кррож/! — К„. По найденному значению проводимости ()„длине трубопровода (с, предварительно определив режим течения газа, можно найти диаметр первого трубопровода с(с. 232 Диаметры соединительных трубопроводов длиной Ес, ..., Е, определяют из проводимостей по заданному перепаду давления между коллектором и откачиваемыми объектами (С'с=с?с/брс.
1. Каков вид зависимости давления по длине трубопровода при вязкостном и молекулярном режимах течения? 2. В каках случаях целесообразно применять параллельное или последовательное соединение вакуумных насосов? 3. Как рассчитать эквивалентную проводимость параллельно или последонательно соединенных вакуумных трубопроводов? 4. Чем определяются условии полной совместности работы последовательно включенных вакуумных насосов? 5, Какие виды газовых нагрузок характерны для вакуумных систем, работающих в стационарном режиме? б. Чем объяснить наличие оптимального коэффициента использования вакуумных насосов, работающих в стационарном режиме? 7. Чем отличаются типовые вакуумные системы для получения низкого, среднего и высокого вакуума? 8. В каких случаях применяются трех-, двух- и однотрубные централизованные систер.ыр 9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
