§ 4.8.4. Конденсирующие и диссоциирующие ловушки

По принципу действия ловушки можно разделить на конденсирующие, диссоциирующие и сорбирующие.

Одним из видов конденсирующих ловушек для пароструйных насосов является механический отражательный колпачок 1 (рис. 4.39, а). Например, обратный поток паров масла для пароструйного насоса составляет 1 -10^—3 мг/(с-см²) относительно поверхности зазора между первым соплом и корпусом насоса. Если на пути обратного потока установить такую ловушку, то он за счет конденсации паров уменьшается до 10^~5 мг/(с-см²). Жалюзийные и конические дисковые ловушки (рис. 4.39, б) понижают обратный поток до l-10^~6 мг/(с-см²). Конденсирующие ловушки часто охлаждают водой. Скорость испарения паров масла с поверхностей таких ловушек значительно меньше, чем с разогретого до температуры 200°С верхнего сопла пароструйного насоса.

Понижение температуры конденсирующей поверхности уменьшает упругость паров рабочей жидкости. Например, для воды при температурах +15; —78; —196°С упругость паров соответственно 2-10³; 7-10^-2; КН9 Па; для ртути при +18 и —196°С упругость 10 и 10-30 Па.

Быстрота откачки единицы поверхности конденсирующих ловушек определяется разностью молекулярных потоков, ударяющихся iV[ и вылетающих N2 с конденсирующей поверхности:

что для T₁=298 К будет иметь вид

  где n₁ и n₂ — молекулярные концентрации паров рабочей жидкости в газовой фазе и на конденсирующей поверхности; Т₁ и Т₂; p₁ и р₂ — температуры и давления паров рабочей жидкости в газовой фазе и на конденсирующей поверхности; М — молекулярная масса рабочей жидкости, кг/кмоль.  

  Конструкции конденсирующих металлических и стеклянных азотных ловушек показаны на рис. 4.39, в, г. Жидкий азот, охлаждающий конденсирующую поверхность, заливается в полость 1.  

На нагретых поверхностях диссоциирующих ловушек углеводороды разлагаются на легкооткачиваемые газы: водород, оксид углерода, диоксид углерода и твердый углерод, который осаждается на стенках ловушки, а легкие газы откачиваются пароструйными насосами. Диссоциирующие поверхности разогреваются прямым пропусканием электрического тока.

Работа электронных диссоциирующих ловушек основана на возбуждении или ионизации молекул рабочей жидкости в разряде с холодным или горячим катодом. Возбуждение увеличивает склонность молекул к диссоциации и последующей полимеризации на стенках ловушки. При достаточной энергии электронов сложные молекулы масла после взаимодействия могут распадаться на более легкие составляющие и углерод. Легкие составляющие откачиваются насосом, а углерод осаждается на стенках ловушки. Эффективность ловушек зависит от плотности электронного тока. Диссоциирующие ловушки могут использовать каталитическое разложение паров масла на окисленных металлических поверхностях.