Выбор насоса.

Выбираем пластинчато-роторный насос 2НВР-5ДМ с рабочим диапазоном давлений от 10⁵ до 5*10^-2 и быстротой откачки в рабочем диапазоне давлений 5*10^-3 Эффективную быстроту откачки в откачиваемом объёме определяем

S_эф1 =Q/p₁ S_эф1 =5,304∙10^-4 м³/с .

По эффективной быстроте откачки при n=5 по графику для пластинчато-роторных насосов определяем коэффициент использования.

Н айдем оптимальное значение K_и= 0,76.

Для нахождения номи­нальной быстроты действия воспользуемся формулой:

S_m1=Q/( K_и1∙p₁-p_пред1) S_m1=1,473*10^-3 м³/с.

Ближайший по быстроте дей­ствия пластинчато-роторный насос 2НВР-5ДМ имеет следующие характеристики:

Номинальная быстрота действия, м³/с . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.005

Диаметр входного патрубка, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Наименьшее рабочее давление, Па . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10^-2

Наибольшее выпускное давление, Па . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10⁵

Диапазон рабочих давлений, Па . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10⁵…5*10^-2

Определение конструктивных размеров трубопроводов и вы­бор элементов вакуумной системы.

Найдем общую проводимость участка вакуумной системы от пластинчато-роторного насоса до ваку­умной камеры по формуле:

U₀₁=S_н1∙ K_и/(1- K_и) U₀₁=0,012 м³/с.

Где - S_н1 быстрота действия насоса, выбранного по каталогу.

Составим компоновочную схему рассматриваемого участка ваку­умной системы. На рис.3 показаны внутренние размеры отка­чиваемого объекта и длины трубопроводов.

Рис.4

Участок ва­куумной системы состоит из трех элементов: трубопро­водов 1,3,5, затвора 2 и ловушки 4.

Определим проводимости элементов и диаметры тру­бопроводов. Будем считать в первом приближении, что все элементы имеют одина­ковую проводимость. Тогда U_ij=5∙U₀₁=0,06 м³/с. Режим течения газа в тру­бопроводе определим по ра­бочему давлению р₁=10^-1 Па и диаметру входного патрубка насоса d_вх =16*10^-3 м.

Критерий Кнудсена Kn=λ/р₁∙d_вх , λ=28,8∙10^-3 м∙Па, Kn =18 , т.е. режим течения молекулярный.

Диаметр первого элемента может быть рассчитан из условия последовательного соединения входного отверстия и трубопровода при L₁=0,1 м:

Отсюда получаем d₁=42,68*10^-3 м. По ГОСТ 18626-73 выбираем услов­ный проход трубопровода d₁= 0,063 м. Тогда проводимость первого участка U₁₁= 0,165 м³/с, проводимость отверстия 0,361 м³/с, проводи­мость трубопровода 0,303 м³/с.

В качестве затвора выбираем ВРП-63 с диаметром условного про­хода d_y=0,063 м и проводимостью 0,332 м³/с. Диаметр трубопровода на третьем участке выберем из условия U₁₃=0,165 м³/с

С учетом размеров предыдущего элемента имеем:

d₃ =0,037м. Согласно рекомендуемому ряду диаметров выбираем

d_y =0,063 м. U₁₃=0,165 м³/с

Выбираем ловушку, имеющую dу=0,063м и проводимость U14=0,06м³/с. Пятый участок по размеру совпадает с третьим участком, тогда U15=0,06 м³/с. d₃ =0,063 м.

Таким образом, U₁₃=0,06 м³/с, а общая проводимость участка с учетом того, что входная проводимость насоса равна бесконеч­ности:

Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы

0,026 м³/с. Коэффициент использования пароструйного насоса:

K_и1 = U₀₁/( S_н1 + U₀₁)

Коэффициент использования K_и1=0,785.

Рассчитаем распределение давления по длине участка вакуум­ной системы от откачиваемого объ­екта до пластинчато–роторного насоса. Результаты расчета занесены в табл.1.

Давление во входном сечении насоса:

p_н1= p_пред1 + Q/ S_н1 , p_н1=0,111 Па.

Перепад давления на элементах

∆p₅=Q/ U₁₅=3,214∙10^-4 Па;

∆p₄=Q/ U₁₄=8,84∙10^-4 Па;

∆p₃=Q/ U₁₃=3,214∙10^-4 Па;

∆p₂=Q/ U₁₂=1,598∙10^-4 Па;

∆p₁=Q/ U₁=3,214∙10^-4 Па;

∆p₀=Q/ U_о=1,469∙10^-4 Па.

Все расчеты приведены в таблице №1.

Таблица 1.

	проводимость элементов, м3/с	перепад давлений, Па	давление на входе в элемент, Па	давление на выходе из элемента, Па
трубопровод	0.165	3,214∙10-4	0,1113	0,111
ловушка	0,06	8,84∙10-4	0,1121	0,1113
трубопровод	0.165	3,214∙10-4	0,1124	0,1121
клапан	0,332	1,598∙10-4	0,1126	0,1124
трубопровод	0.165	3,214∙10-4	0,1129	0,1126
входное отверстие	0,361	1,469∙10-4	0,113	0,1129

График перепада давления:

Рис.5