IDZ2 / 2blp

гр. 1203

ИДЗ №2

Дано:

S₀₁ = 0.008 м³/с

S₀₂ = 0.045 м³/с

Q_ВХ1 = 0.1

Q_ВХ2 = 0.0005

V = 20 л

Труба 1: d₁ = 0.03 м, l₁ = 0.6 м

Труба 2: d₂ = 0.2 м, l₂ = 0.5 м

p₀ = 101325 Па

p₀₂ = 66.66 Па

Для форвакуумного насоса (№1)

1. Предельное давление для форвакуумного насоса

Так как S₀₁ в пределе стремится к S_эф , то

2. Режим течения газа

Так как форвакуумный насос по условию откачивает до давления

66.66 Па ˃ 21 Па то режим течения газа за время основной работы насоса – вязкостный.

3. Расчетная модель трубы

Так как 0.1 ˂ 20 ˂ 100 , то труба короткая

Режим течения вязкостный, поэтому эффективная скорость откачки зависит от давления, потому что по мере откачки давление уменьшается, а значит уменьшается и проводимость трубы.

Интервал давлений разбивается на 7 участков для которых , последний интервал делится еще на 4

Для каждого интервала давлений рассчитываются параметры

1 интервал:

Проводимость короткой трубы

t – время работы насоса на каждом интервале

Для остальных интервалов результат расчета сведен в таблицу

n	, Па	, Па	,	,	, с	, с
1	101325	86860	0.488	7.871	2.541	0.392
2	86860	72395	0.449	7.860	2.545	0.464
3	72395	57930	0.406	7.845	2.549	0.568
4	57930	43465	0.358	7.825	2.556	0.734
5	43465	29000	0.303	7.794	2.566	1.039
6	29000	14535	0.234	7.736	2.585	1.787
7	14535	10535	0.178	7.656	2.612	0.842
8	10535	6535	0.146	7.584	2.637	1.261
9	6535	1035	0.097	7.390	2.706	5.017
10	1035	66.66	0.037	6.578	3.041	9.081

Для высоковакуумного насоса (№2)

1. Предельное давление для высоковакуумного насоса

Так как S₀₂ в пределе стремится к S_эф , то

2. Режимы течения газа

Так как высоковакуумный насос откачивает до предельного давления Па ˂ Па, то от 66.66 Па до 3.15 Па режим течения вязкостный, от 3.15 до 0.0315 – промежуточный, и до предельного значения – молекулярный.

3. Расчетная модель трубы

Так как 0.1 ˂ 2.5 ˂ 100 , то труба короткая

Для вязкостного режима, в интервале давлений от 66.66 Па до 3.15 Па

Можно принять , так как давление меняется очень незначительно

Проводимость короткой трубы

Для молекулярного режима, в интервале давлений от 0.0315 Па до 0.011 Па проводимость не зависит от давления

Так как 0.1 ˂ 2.5 ˂ 20 , то проводимость рассчитывается по формуле

Так как при стремлении давления в камере к предельному, время стремится к бесконечности выбирается значение давления близкое к предельному

Для промежуточного режима, в интервале давлений от 3.15 Па до 0.0315 Па

Метки времени:

t₁ = 0 + 0.392 = 0.392 с t₅ = 2.158 + 1.039 = 3.197 с t₉ = 7.087 + 5.017 = 12.104 с

t₂ = 0.392 + 0.464 = 0.856 с t₆ = 3.197 + 1.787 = 4.984 с t₁₀ = 12.104 + 9.081 = 21.185 с

t₃ = 0.856 + 0.568 = 1.424 с t₇ = 4.984 + 0.842 = 5.826 с t₁₁ = 21.185 + 1.36 = 22.545 с

t₄ = 1.424 + 0.734 = 2.158 с t₈ = 5.826 + 1.261 = 7.087 с t₁₂ = 22.545 + 2.23 = 24.775 с

t, с

P, Па

t, с

P, Па

Высоковакуумный насос

Форвакуумный насос

t, с

P, Па

P_пред1 = 12.5 Па

P_пред2 = 0.011 Па

• t₁ = 5 c

Это время входит в интервал 7 (14535…10535)

Предельное давление

Давление в камере в момент времени 5 с

Проводимость трубопровода в момент 5 с

• t₂ = 10 c

Это время входит в интервал 9 (6535…1035 Па)

Предельное давление

Давление в камере в момент времени 10 с

Проводимость трубопровода в момент 10 с

• t₂ = 30 c

К 30 секунде и далее давление в камере стремится к предельному значению при высоковакуумной откачке, режим течения газа – молекулярный, проводимость постоянна,

Давление в камере очень близко к предельному

t, с	, Па	, Па	,	,
5	14448	13.06	0.177	7.656
10	2236	13.53	0.064	7.390
30	0.011	0.011	315.9	44.99
60	0.011	0.011	315.9	44.99
900	0.011	0.011	315.9	44.99