Расчет откачки вакуумной камеры высоковакуумным насосом

Определяем длительность откачки вакуумной камеры турбомолекулярным насосом от 0,14до 2*10^-3 Па

D₂=D₃=0,16 м; D₄=0,16 м; D₉=0,5 м

1.1 Определяем границы режимов течения газов

Па

Молекулярно – вязкостный режим течения газа в системе:

от 0,14 до 0,142 Па

Молекулярный режим течения газа в системе: от 0,142 до 2*10^-3 Па

2. Определяем объем системы, откачиваемый высоковакуумным насосом

V′′′_Σ= V₁ +V₂ +V₃ +V₅ + V₇ +V₁₁+ V₁₃ [м³]

V′′′_Σ=0,1+0,0056+0,0064+0,0012+0,0237+0,0039+0,002

V′′′_Σ= 0,1428 [м³]

Определяем проводимость элементов в молекулярном режиме

Проводимость переходников (поз.2,5,8) и трубопровода (поз.12) определяем по формуле

; ,

где К – коэффициент Клаузинга.

Т.к. L₂/D₂ = 0,32/0,16=2 , следовательно, из таблицы K=0,36

U_2М==0,557 [м³/c]

Т.к. L₁₀/D₁₀ = 0,508/0,1=5.08, следовательно, из таблицы K=0,2

U_10М=∙0,2= 0,0476[м³/c]

Проводимость колена (поз.3) определяем по формуле:

Т.к. L_3расч/D₃ = 0,4928/0,16=3,08 , следовательно, из таблицы K=0,28

U_3М==0,2816 [м³/c]

Проводимость затвора (поз.5) и азотной ловушки (поз.7) взять из

каталога [1]

U_4М= 7 [м³/c]

U_7М= 4,2 [м³/c]

Определяем необходимое рабочее давление на входе высоковакуумного насоса

p₃=p₂-Па

p₅=p₃-0,001852Па

p₆=p₅-0,00184Па

p₇=p₆-0,00184Па

p₉=p₇-= 0,001833Па

р _пред=6,510^-6Па

Т.к. р₉ > р _пред, то насос обеспечивает заданное давление

Определяем длительность откачки вакуумной камеры высоковакуумным насосом в молекулярном режиме

5.1. Определяем общую проводимость системы в молекулярном режиме:

U_Moбщ=== 0,164 [м³/с]

5.2. Рассчитываем эффективную быстроту откачки вакуумной камеры в молекулярном режиме:

S₀==0,1529[м³/c]

5.3. Рассчитываем длительность откачки системы в молекулярном режиме течения газов

4,06c

Рассчитываем длительность откачки высоковакуумной системы в молекулярно – вязкостном режиме течения газов

6.1. Определяем проводимость элементов системы в молекулярно – вязкостном режиме

p= 0.141 [Па]

U_2B=1360∙= 0.392 [м³/c]

U_2М=0,557 [м³/c]

Z==0,83

U_2МB= 0,557+0.392 ∙0,83=0.882 [м³/c]

U_3М= 0,2816 [м³/c]

U_3B=1360∙=0.255 [м³/c]

Z==0,83

U_3МВ=0,2816 +0.255∙0,83= 0.49325[м³/c]

U_5MB=U_5M+U_5B∙Z

U_5B=136.751 [м³/c]

U_5М= 2.963[м³/c]

U_5МВ=U_5M+U_5B∙Z

Z==0,83

U_5МВ=136.751 +2.963 ∙0,83= 139.21 [м³/c]

U_8MB=U_8M+U_8B∙Z

U_8B=2188.028 [м³/c]

U_8М= 29.931 [м³/c]

U_8МВ=U_8M+U_8B∙Z

Z==0,825

U_8МВ=2188.028 +29.931 ∙0,825= 2212.721 [м³/c]

U_12MB=U_12M+U_12B∙Z

U_12B= 4.19 [м³/c]

U_12М= 0,04763 [м³/c]

Z==0,85

U_12МВ=4.19+0,04763 ∙0,85= 4.23 [м³/c]

Проводимость затвора (поз.4) и азотной ловушки (поз.7) взять из

каталога [1]

U_4MB= 7 [м³/c]

U_7MB=4.2 [м³/c]

=2368.736 [м³/c]

6.2. Рассчитываем эффективную быстроту откачки высоковакуумной системы в молекулярно – вязкостном режиме, при этом учитываем применение быстроты действия насоса при давлении(по кривой откачки) -

S '_H= 1000 [м³/с]

S₀==703,15[м³/c]

6.3. Рассчитываем длительность откачки системы в молекулярно – вязкостном режиме течения газов

, где ;

0,07c

6.4. Определяем длительность вакуумной камеры высоковакуумным насосом

t^'’’_∑=t₁+t₂= 4,06c +0,07=4,13c

7. Определяем общее время откачки вакуумной системы от 10⁵ Па до р_зад

∑t=t^’_∑+t^’’_∑+t^’’’_∑=231,66+62,77+4,13=298,56c4,5 [мин]

∑t=4,9 [мин]

Вывод:

Данная система обеспечивает достижение заданного давления в рабочей камере. Время достижения рабочего давления не превышает часа. Следовательно, компоновка вакуумной установки выполнена правильно.