3.3.2 Участок вакуумной системы от высоковакуумного насоса до форвакуумного насоса

Найдем общую проводимость участка вакуумной системы от форвакуумного насоса до турбомолекулярного насоса по формуле (29):

, (29)

где - быстрота действия форвакуумного насоса, выбранного по каталогу,;– коэффициент использования насоса.

Тогда:

м³/с,

Составим компоновочную схему рассматриваемого участка вакуумной системы (рисунок 3). Участок вакуумной системы состоит из пяти элементов.

1, 3, 5 – трубопроводы; 2, 4 – клапаны; 6 – турбомолекулярный насос; 7 – двухступенчатый пластинчато-роторный насос

Рисунок 3 – Схема низковакуумного участка

Определим проводимость элементов и диаметры трубопроводов. Предположим, что все элементы имеют одинаковую проводимость, тогда по формуле (30):

, (30)

м³/с.

Диаметр первого элемента может быть рассчитан из условия последовательного соединения входного отверстия и трубопровода:

, (31)

Длину трубопровода 1 принимаем равной 1 м. Из записанного уравнения, подставляя в качестве D₁ диаметр выпускного патрубка высоковакуумного насоса (D₁=0,04 м), находим . По ГОСТ 18626-73 выбираем. Тогда проводимость первого участка. Примем, что диаметры всех элементов низковакуумного участка равны 0,01 м для удобства их соединения.В качестве клапанов на втором и четвертом участках выбираем КМУ1-10 с диаметром условного прохода и проводимостью 0,0014.

Проводимость отверстия 1:

, (32)

м³/с.

Длину трубопровода 3 принимаем равной 0,1 м, а трубопровода 5 – 1,2 м.

Тогда по формуле (31) пересчитаем проводимости участков трубопровода 3 и 5:

м³/с,

м³/с.

Общая проводимость находится из следующего выражения:

, (33)

,

Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы , что больше необходимой.

Рассчитаем распределение давления по длине участка вакуумной системы от турбомолекулярного до золотникового насоса. Давление во входном сечении насоса, согласно (28):

Па,

Перепад давления на элементе 5:

, (34)

Па,

Аналогично находим перепады давлений на остальных элементах, рассчитывая давления на входе и выходе каждого. Полученные результаты заносим в таблицу 5 и строим график распределения давлений (рисунок 4).

Таблица 5 – Проводимости и распределение давления по длине участка вакуумной системы от турбомолекулярного до золотникового насоса.

Название элемента	Проводи-мость элемента,	Перепад давления на элементах,	Давление на входе в элемент,	Давление на выходе из элемента,
Трубопровод №5
Клапан №4	0,0014
Трубопровод №3
Клапан №2	0,0014
Трубопровод №1
Входное отверстие		0,01775

Рисунок 4 – Схема низковакуумного участка и распределения давления по нему

3.4 Расчет длительности откачки

Выражение, характеризующее длительность откачки, имеет следующий вид:

, (35)

, (36)

м³/с,

м³/с.

Время откачки на высоковакуумном участке:

Время откачки на низковакуумном участке:

с = 105 мин = 1,75 ч