- •«Расчет вакуумной системы установки для нанесения оптических покрытий» Вариант №36
- •Основные элементы вакуумной системы:
- •1.Проектный расчёт
- •Исходя из заданного рабочего давления p, потока газа q∑’ и объема камеры V определяем типы насосов, которые обеспечивают окончательную откачку рабочего объема.
- •Выбираем конкретный типоразмер насоса из расчета, определяя его быстроту действия.
- •Производим выбор форвакуумного насоса по быстроте откачки высоковакуумного насоса.
- •Рассчитываем время предварительной откачки системы без учёта натекания системы.
- •2. Поверочный расчёт расчет форвакуумной (байпасной) системы откачки
- •Определяем границы режимов течения газа в форвакуумной системе
- •2. Рассчитаем длительность откачки при турбулентном режиме течении газов (от атмосферного давления до 53,2 Па)
- •3. Рассчитаем длительность откачки форвакуумной (байпасной) системы в вязкостном режиме течения газов (от 53,2 до 18,8 Па)
- •4. Рассчитаем длительность откачки форвакуумной (байпасной) системы в молекулярно – вязкостном режиме течения газов (от 18,8 до 0,57 Па)
- •Суммарная длительность откачки вакуумной камеры через форвакуумную байпасную систему составит
- •Расчет высоковакуумной системы откачки
- •Определяем границы режимов течения газа в форвакуумной системе
- •2. Рассчитаем длительность откачки при турбулентном режиме течении газов (от атмосферного давления до 53,2 Па)
- •3. Рассчитаем длительность откачки высоковакуумной системы в вязкостном режиме течения газов (от 53,2 до 18,8 Па)
- •4. Рассчитаем длительность откачки высоковакуумной системы в молекулярно – вязкостном режиме течения газов (от 18,8 до 0,57 Па)
- •5. Суммарная длительность откачки высоковакуумной камеры механическим насосом составит
- •Расчет откачки вакуумной камеры высоковакуумным насосом
- •1. Определяем границы режимов течения газов
- •2. Определяем объем системы, откачиваемый высоковакуумным насосом
- •3. Определяем проводимость элементов в молекулярном режиме
- •4. Определяем необходимое рабочее давление на входе высоковакуумного насоса
- •5. Определяем длительность откачки вакуумной камеры высоковакуумным насосом в молекулярном режиме
- •6. Рассчитываем длительность откачки высоковакуумной системы в молекулярно – вязкостном режиме течения газов
- •Принцип действия вакуумной системы
4. Рассчитаем длительность откачки высоковакуумной системы в молекулярно – вязкостном режиме течения газов (от 18,8 до 0,57 Па)
4.1 Определяем среднее давление в системе
, где
Па
Определяем проводимость элементов высоковакуумной системы в молекулярно – вязкостном режиме
, где
Z – эмпирический коэффициент для воздуха при Т=293К
, где D – диаметр трубопровода, м
- среднее давление в трубопроводе, Па
Проводимость затвора (поз. 5), клапана (поз. 11) и ловушек (поз. 7,15) берем из каталога. Проводимость переходников (поз.6,8), трубопровода (поз.10) и тройника (поз.14) рассчитываем по формуле:
,
где
К – коэффициент Клаузинга, представляющий собой вероятность
прохождения молекул газа от входного сечения рассматриваемого элемента трубопровода до выходного. (Приложение 4)
Затвор (поз. 5)
м3/c
Переходник (поз. 6)
Т.к.
,
следовательно, из таблицы K=0,67
м3/c
м3/c
Азотная ловушка (поз. 7)
м3/c
Переходник (поз. 8)
Т.к.
,
следовательно, из таблицы K=0,61
м3/c
м3/c
Вакуумный шланг ( поз. 10)
Т.к.
,
следовательно, из таблицы K=0,06
м3/c
м3/c
Клапан (поз. 11)
м3/c
Тройник (поз. 14)
Т.к. , следовательно, из таблицы K=0,19
м3/c
м3/c
Водоохл. ловушка (поз.15)
м3/c
Проводимость входного и выходного фланцев высоковакуумного насоса в молекулярном режиме рассчитываем по формуле:
,
где F
– площадь входного сечения трубопровода,
м2
м3/c
м3/c
м3/c
м3/c
Определяем общую проводимость для молекулярно-вязкостного режима:
м3/c
4.3. Рассчитаем эффективную быстроту откачки камеры через высоковакуумную систему, при этом учитывая изменение быстроты действия насоса Sн при давлении (по кривой откачки) - S′н
м3/c
м3/c
4.4. Рассчитаем длительность откачки высоковакуумной системы откачки в молекулярно – вязкостном режиме течения газов с учетом газовыделения
,где
;
5. Суммарная длительность откачки высоковакуумной камеры механическим насосом составит
Сводная таблица расчетов высоковакуумной системы откачки
№ |
Название элемента |
Размеры |
V, м3 |
Uв, м3/с |
Uмв,м3/с |
t,c |
|||||||
D, мм |
L, мм |
режимы |
|||||||||||
турб |
вязк. |
молек-вязк. |
|||||||||||
5 |
Затвор |
250 |
80 |
0,00393 |
26 |
26 |
36,8 |
14,54 |
54,26 |
||||
6 |
Переходник |
200х250 |
102 |
0,0032 |
768 |
773,3 |
|||||||
7 |
Азотная ловушка |
200 |
260 |
0,00817 |
2 |
2 |
|||||||
8 |
Переходник |
160х200 |
102 |
0,00205 |
314,573 |
316,974 |
|||||||
9 |
Турбонасос |
160 |
334 |
0,00672 |
4,021 |
5,91 |
|||||||
25 |
0,098 |
0,144 |
|||||||||||
10 |
Вак. шланг |
25 |
508 |
0,00025 |
0,0376 |
0,0378 |
|||||||
11 |
Клапан |
25 |
132 |
0,000065 |
0,0035 |
0,0035 |
|||||||
14 |
Тройник |
25 |
0,133 |
0,000068 |
0,144 |
0,146 |
|||||||
15 |
Водоохл. ловушка |
225 |
25 |
0,00011 |
7 |
7 |
|||||||
Общее |
- |
- |
- |
0,0246 |
0,00303 |
0,00306 |
105,6 |
||||||
