Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
LAB1_vacuum.doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
05.05.2019
Размер:
393.73 Кб
Скачать

8

Лабораторна робота № 1 техніка для отримання і вимірювання вакууму

Мета роботи: ознайомитись та вивчити принцип роботи вітчизняних насосів для отримання надвисокого вакууму, вивчити прилади для вимірювання низьких тисків, одержати надвисокий вакуум та виміряти тиски залишкових газів.

Обладнання: лабораторна установка „Вакуумний універсальний пост ВУП-4”.

1. Загальні відомості. Теоретичні основи.

Вакуумом (від лат. vacuum – порожнеча) називають стан газу чи пари при тиску, нижчому за атмосферний. Кількісною характеристикою вакууму є абсолютний тиск. Основною одиницею вимірювання тиску в системі SI слугує Паскаль, а в практиці вакуумних вимірювань використовуються також міліметр ртутного стовпчика (133 Па) і тор (102 Па).

Інтенсивність протікання фізико-хімічних процесів у вакуумі залежить від співвідношення між числом зіткнень молекул газу зі стінками посудини і числом взаємних зіткнень молекул (котре визначається відношенням середньої довжини вільного пробігу  і характерного лінійного розміру посудини L). Саме це число взаємних зіткнень покладене у основу умовного поділу областей вакууму на наступні діапазони: низький, середній, високий і надвисокий.

1) низький вакуум;  << L, 7601 мм.рт.ст.

2) середній вакуум;   L, 110-3 мм.рт.ст.

3) високий вакуум;  >> L, 10-310-7 мм.рт.ст.

4) надвисокий вакуум; тиски менші за 10-7 мм.рт.ст.

Для оцінки довжини вільного пробігу при різних тисках існує проста залежність: (см) = 4.610-3/P(мм рт.ст.).

Швидкістю дії вакуумного насоса при даному впускному тиску називається об’єм газу, що потрапляє у працюючий насос за одиницю часу при цьому тиску. Гранично досяжний вакуум у системі визначається не тривалістю відкачки, а потоком газу, що натікає у об’єм, та швидкістю відкачки.

При розробці вакуумних об’ємів і трубопроводів слід враховувати, що багато матеріалів при пониженні тиску починають доволі інтенсивно випаровуватися самі і виділяти абсорбовані гази. Крім того, відбувається дифузія газів, особливо гелію і водню крізь матеріали. Якщо для низько вакуумних установок ці фактори незначні, то у високо вакуумних пристроях цим питанням доводиться приділяти чимало уваги. Найпоширенішими вакуумними матеріалами є скло (кварц), нержавіюча сталь, мідь, алюміній. Нероз’ємні сполучення елементів вакуумних систем, як правило, з’єднують електродуговим зварюванням у середовищі аргону чи пайкою припоями на основі срібла.

Роз’ємні з’єднання (фланці трубопроводів, оглядові віконця і т.д.) герметизуються з допомогою прокладок. Для низького і середнього вакууму у якості прокладок використовуються спеціальні сорти гуми, поліетилен, фторопласт та ін. У надвисоковакуумних конструкціях – металічні ущільнювачі з свинцю, індію, алюмінію, міді, золота.

Вакуумні насоси – це пристрої, що служать для створення вакууму.

Промислові вакуумні насоси працюють у області тисків від 105 до 10-10 Па. У всіх вакуумних насосах, незважаючи на різноманітність будови в залежності від вимог до обладнання, для відкачки газів використовують один з двох способів:

А) переміщення газу за рахунок прикладання до нього механічних сил в певному місці вакуумної системи, звідки газ виштовхується;

Б) зв’язування газу шляхом сорбції, хімічних реакцій чи конденсації як правило у замкнутій вакуумній системі.

За принципом дії насоси діляться на такі групи:

  1. Насоси об’ємної дії (переміщення газу здійснюється шляхом періодичної зміни об’єму робочої камери);

  2. Ежекторні насоси (газ турбулентно-в’язко захоплюється струменем робочої рідини чи пари);

  3. Молекулярні насоси (молекули газу, що відкачується, отримують додаткову швидкість у певному напрямі; якщо це робиться з допомогою неперервного струменя пари – струменеві, якщо ж це робиться за допомогою рухомих поверхонь твердого тіла – механічно молекулярні);

  4. Сорбційні насоси (відкачка здійснюється шляхом сорбції газів на поверхні чи у об’ємі твердих тіл; сюди ж відносяться адсорбційні насоси – за рахунок зворотної фізичної адсорбції газу при низькій температурі);

  5. Кріогенні насоси (відкачка здійснюється шляхом конденсації відкачуваних газів і пари на поверхнях, що охолоджуються до наднизьких (крігенних) температур)

У даній лабораторній роботі вивчаються пластинчато-роторний форвакуумний насос та дифузійний паромасляний насос.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]