2. Испарение. Поток газа, испаряемый с поверхностей легкоиспаряемых материалов (вакуумного масла, цинка, органических соединений, находящихся на поверхности) может быть найден по формуле:

Qи = ,

где n – количество веществ, испаряемых в камере,

P’_i – остаточное давление i-го вещества в камере,

P_iнас – давление насыщающих паров i-го вещества,

F – площадь поверхности, покрытая i-м веществом и обращенная в вакуум.

V₁ – объем данного вещества в газообразно состоянии, удоряющийся о единицу поверхности в единицу времени. V₁ ≈ 117 м·с^-1

Поиск площади F, покрытой легкоиспаряющимся веществом, в случае масла, представляет определенные трудности, т. к. площадь маслянного пятна имеет свойство увеличиваться за счет миграции масла по поверхности (за счет поверхностного натяжения). Для ограничения площади, покрытой маслом, на валу манжетных вводов и в трубопроводах диффузионных насосов ставят антимиграционные ловушки (фторопластовые пояски).

Так как мы обычно не знаем парциального давления легкоиспаряющегося вещества в камере, то его поток может быть рассчитан ориентировочно:

Q_и 

Давление насыщающих паров i-го вещества может быть рассчитано по формуле:

lgP_нас= А - B/T ,

где А, В – константы, характеризующие вещество;

Т – абсолютная температура поверхности.

Таблица 3.

Давление насыщающих паров некоторых материалов

Материал	Pнас , Па при T=293K	Pнас , Па при T=800K	А	В
Hg	1.310-1	102	216.7	9078
Масло ВМ-1 (диф.насосы, вводы вращ.)	10-6	105	15.5	6000
Zn	10-10	102		
In	<10-12	10-6	10.82	12298
Cu	<10-12	10-8		
Ag	<10-12	10-9		

П ример 4. Расчет потока паров масла, испаряющегося из сальникового ввода.

Рис. 1. Схема манжетного уплотнения сальникового ввода.

1 – нажимная втулка;

2 – манжета;

3 – вал ввода;

4 – область поверхности вала, покрытая маслом (ВМ –1) (на длине L_замасл)

F_ос – осевая сила, прижимающая манжету к корпусу ввода;

d – диаметр вала.

Исходные параметры ввода:

L_замасл = 4 см = 0,04 м;

d = 20 мм =0,02 м;

Тогда поток испаряющегося масла:

Q_и V₁*F*P_нас,

где V₁ – объем паров масла, ударяю­щийся о единицу поверхности в единицу времени, принимаем V₁ ≈ 117 м·с^-1;

F – замасленная площадь вала ввода, F = π d L_замасл = π* 0,02*0,04≈2,6*10^-3 м²;

P_нас – давление насыщающих паров масла, P_нас ≈ 10^-6 Па

Q_и 117 *2,6*10^-3м²*10^-6Па=3,0*10^-7 .

Рассчитаем предельное давление в камере технологической установки, предположив, что источником газовыделения является только смазка сальникового ввода.

Допустим, что быстрота откачки камеры составляет S₀ =100 =0,1 .

Тогда предельное давление в камере P′ с учетом рассчитанного выше потока испаряющегося масла составляет

P′ = =3,0*10^-6 Па.

Сделав подобный расчет, следует помнить, что в камере есть другие источники газовыделения, в первую очередь:

• непрогретые стенки камеры, т. к. камеру нельзя нагревать свыше 120ºС из-за наличия масла во вводе); Q_Г ≈ 6,2*10^-5 м³*Па*с^-1

• газовыделение резины манжетного ввода; Q_Г ≈ 3,9*10^-7 м³*Па*с^-1

• газовыделение остальных элементов вакуумной камеры.

Таким образом мы видим, что сальниковый ввод ограничивает достигаемый предельный вакуум главным образом за счет косвенного влияния – ограничения прогрева вакуумной установки.