М
ИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КОРОЛЁВСКИЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ, ЭКОНОМИКИ И СОЦИОЛОГИИ
факультет
Кафедра
Курсовая работа
по дисциплине:
«Методы и средства измерений, испытаний и контроля»
тема: «Методы получения вакуума»
Специальность «»
Выполнил студент группы УО-03
Шикунов Д.Ю.
Проверил
г. Королёв
2012
Содержание
Введение
1. Основные теоретические понятия
1.1. Вакуум…………………………………………………
1.2. Физический вакуум……………………………………..
1.3. Технический вакуум………………………………………
2. Методы создания и контроля высокого вакуума……………
3. Особенности создания сверхвысокого вакуума……………
4. Виды и принципы работы высоковакуумных насосов……………………..
5. Преимущества и недостатки различных типов высоковакуумных насосов………………………………………
Заключение………………………………………………….
Список литературы…………………………………………………….
Введение
Высокий вакуум приобретает все большее значение в науке и новой технике, а в последнее время и в промышленности. Для примера можно назвать такие области науки, как физика твердого тела, физика плазмы, ядерная физика, исследование космического пространства, электроника, в которых продвижение вперед без использования вакуумной техники вообще не было бы возможным. Создание вакуума является сложным процессом, основанным на различных методологических подходах.
Целью курсовой работы является анализ существующих методов получения высокого вакуума.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Дать основные теоретические понятия;
Описать существующие методы получения высокого вакуума;
Рассмотреть виды и принципы работы высоковакуумных насосов;
Выявить преимущества и недостатки различных высоковакуумных насосов.
Практическая значимость курсовой работы заключается в том, что в ней даются рекомендации по использованию различных методов получения высокого вакуума, а так же выявлены преимущества и недостатки различных высоковакуумных насосов.
Основные теоретические понятия
Понятие вакуум
Вакуум — пространство, свободное от вещества. В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, содержащую газ при давлениях значительно ниже атмосферного.
Вакуум
характеризуется соотношением между длиной
свободного пробега молекул газа и
характерным размером среды. Под Размером
среды может приниматься расстояние
между стенками вакуумной
камеры, диаметр вакуумного трубопровода
и т. д. В зависимости от величины
различают низкий (
),
средний (
)
и высокий (
)
вакуум. Следует различать понятия физического
вакуума и технического
вакуума.
На практике сильно разреженный газ называют техническим вакуумом. В макроскопических объёмах идеальный вакуум недостижим на практике, поскольку при конечной температуре все материалы обладают ненулевой плотностью насыщенных паров. Кроме того, многие материалы (в том числе толстые металлические, стеклянные и иные стенки сосудов) пропускают газы. В микроскопических объёмах, однако, достижение идеального вакуума в принципе возможно.
Строго говоря, техническим вакуумом называют газ в сосуде или трубопроводе с давлением ниже, чем в окружающей атмосфере. Высокий вакуум в микроскопических порах некоторых кристаллов достигается уже при атмосферном давлении, поскольку диаметр поры гораздо меньше длины свободного пробега молекулы.
Аппараты, используемые для достижения и поддержания вакуума, называются вакуумными насосами. Для поглощения газов и создания необходимой степени вакуума используются геттеры. Более широкий термин «вакуумная техника» включает также приборы для измерения и контроля вакуума, манипулирования предметами и проведения технологических операций в вакуумной камере и т. д. Высоковакуумные насосы являются сложными техническими приборами.
Основные типы высоковакуумных насосов — это:
диффузионные насосы, основанные на увлечении молекул остаточных газов потоком рабочего газа;
геттерные, ионизационные насосы, основанные на внедрении молекул газа в геттеры (например титан);
криосорбционные насосы (в основном для создания форвакуума).
Стоит отметить, что даже в идеальном вакууме при конеч-ной температуре всегда имеется некоторое тепловое излуче-ние (газ фотонов). Таким образом, тело, помещённое в идеальный вакуум, рано или поздно придёт в тепловое равновесие со стенками вакуумной камеры за счёт обмена тепловыми фотонами.
Вакуум является лучшим термоизолятором; перенос тепловой энергии в нём происходит лишь за счёт теплового излуче-ния, конвекция итеплопроводность исключены. Это свойство используется для теплоизоляции в термосах (сосудах Дьюара), состоящих из ёмкости с двойными стенками, пространство между которыми эвакуировано.
Вакуум широко применяется в электровакуумных приборах — радиолампах (например, магнетронах микроволновых печей), электронно-лучевых трубках и т. п.