§ 10.1. Условия квазистационарности
На начальной стадии удаления газа из вакуумной системы и при изменении условий работы всегда происходит изменение во времени давлений в различных частях вакуумной системы, т. е. существует нестационарный режим работы. При этом режиме понятием проводимости трубопровода, введенным при постоянной разности давлений на его концах, уже пользоваться нельзя и расчеты системы существенно усложняются.
В некоторых случаях нестационарный режим работы вакуумной системы может быть сведен к квазистационарному режиму, когда время установления равновесного давления в трубопроводе значительно меньше, чем в откачиваемом объекте. Изменение давления в трубопроводе происходит значительно быстрее, чем в откачиваемом объекте. В этом случае в каждый момент времени распределение давления в вакуумной системе можно рассчитывать так же, как в стационарном режиме.Математически условие существования квазистационарного режима может быть записано через соотношение временных постоянных:
где т1 = V/Sэф; V — объем откачиваемого объекта; SЭф — эффективная быстрота откачки объекта; T2=VTp/U; VTp и U — объем и проводимость трубопровода.
В связи с тем что SЭф всегда меньше U, условие (10.1) с запасом будет выполняться, если
При выполнении условия (10.1) трубопровод можно рассматривать как часть откачиваемого объекта, объем которого равен V+ VTP.
Примером существования квазистационарного режима работы вакуумной системы с большим откачиваемым объектом является откачка объекта от атмосферного до рабочего давления. В этом случае давление в откачиваемом объекте является функцией времени, но в каждый момент времени газовый поток на входе и выходе из трубопровода практически не изменяется.
Таким образом, можно различать три режима работы вакуумной системы: стационарный, нестационарный и квазистационарный. Для стационарного режима характерна неизменность во времени давлений и потоков во всех сечениях вакуумной системы; выполняется условие сплошности потоков. Нестационарный режим характеризуется зависимостью давлений и потоков в различных сечениях вакуумной системы от времени откачки. Квазистационарный режим — это разновидность нестационарного режима, при котором выполняется условие (10.1).
Задачи, связанные с изучением течения газа по вакуумным трубопроводам в стационарном и нестационарном режимах работы, имеют только приближенную аналогию с задачами расчета электрических цепей с пассивными и активными элементами. Трудность электромоделирования вакуумных систем заключается в том, что сопротивление элементов вакуумных систем зависит от давления и формы предшествующего элемента.
© 2008 - 2026 «Тула-Терм»
