Низковакуумная система.

Найдем общую проводимость уча­стка вакуумной системы от пароструйного насоса до механического по:

U₀₂=S_н2∙ K_и2/(1- K_и2) U₀₂=2,333∙10^-3 м³/с.

где S_н2 - быстрота действия механического насоса, выбранного по каталогу.

Составим компоновочную схему рассматриваемого участка ваку­умной системы. На компоновочной схеме (рис.5) показаны дли­ны трубопроводов и диаметр входного патрубка механического насоса 0,01 м. Участок вакуумной системы состоит из пяти элементов: четырех тру­бопроводов 1, 3,5, клапана 2, и ловушки 4.

Рисунок 5

Определим проводимость элементов и диаметров трубопроводов. Предположим, что все элементы имеют одинаковую проводимость, тогда U_2j=5∙U₀₂=11,665∙10^-3 м³/с.

Режим течения газа в трубопроводе определим по рабочему давлению р₂=2 Па и диаметру входного патрубка механического на­соса d_вх2 =0,01 м. Критерий Кнудсена

Kn =λ/ р₂∙d_вх2 Kn =1,4<1,5,

т. е. режим течения молекулярно - вязкостный. Сопротивлением отверстий при небольшом перепаде давления, характерном для установившегося режима при K_и2=0,7, в молекулярно - вязкостном режиме можно пренебречь.

Диаметр первого трубопровода можно рассчитать при среднем давлении p_ср= р₂ = 2 Па по проводимости

U₂₁=121∙d₁₂³/l₁₂∙0.9 + 1.35∙10³∙d₁₂⁴/l₁₂∙ p_ср

Имеем d₁₂= 0,019 м. По ГОСТ 18626—73 выбираем d₁₂ = 2∙10^-3 м, что соответствует U₂₁= 9,68∙10^-3 м³/с. Тогда получим d₂₃ = d₂₅ = 2∙10^-3 м.

В качестве клапанов на втором и шестом участках по табл. 9.11 (в Розанов «Вакуумная техника», стр. 221) выбираем ВЭП-10 с диаметром условного прохода d_y=25 мм и проводимостью 0,014 м³/с. Проводимость клапана в молекулярно - вязкостном режиме несколько больше, чем в молекулярном. Разни­цей проводимостей в данном расчете пренебрегаем.

Выбираем ловушку, имеющую d_y=20 мм и проводимость U₂₄ = 11,665∙10^-3 м³/с. Найдём общую проводимость U из условия последовательного соединения всех элементов. Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 2,14∙10^-3 м³/с.

Коэффициент использования механического насоса в системе K_и2=0,68 близок к оптимальному значению 0,7.

Рассчитаем распределение давления по длине участка вакуум­ной системы от

механического до пароструйного насоса. Давление во входном сечении насоса:

p_н2= p_пред2 + Q/ S_н2 p_н2=0,11 Па

Перепад давления на элементе 5 ∆p₅=Q/ U₂₅=1,822∙10^-3 Па. Аналогично находим перепады давлений на остальных элементах, рассчитывая давления на входе и выходе каждого. Полученные результаты заносим в Таблицу 2 и строим график распределения давлений

Таблица 2

	проводимость элементов, м3/с	перепад давлений, Па	давление на входе в элемент, Па	давление на выходе из элемента, Па
трубопровод №5	9,68∙10-3	4,13∙10-3	0,114	0,11
ловушка №4	11,665∙10-3	3,429∙10-3	0,118	0,114
трубопровод№3	9,68∙10-3	4,13∙10-3	0,122	0,118
клапан №2	14∙10-3	2,86∙10-3	0,125	0,122
трубопровод №1	9,68∙10-3	4,13∙10-3	0,129	0,125

Схема перепада давления:

Кривые соответствия работы насосов.