§ 9.10.4. Конструктивные размеры высоковакуумной системы

б. Высоковакуумная система. Найдем общую проводимость участка вакуумной системы от пароструйного насоса до вакуумной камеры по (9.67):

где S_m2 — быстрота действия пароструйного насоса, выбранного по каталогу.

Составим компоновочную схему рассматриваемого участка вакуумной системы. На компоновочной схеме (рис. 9.32) показаны внутренние размеры откачиваемого объекта и трубопроводов. Участок вакуумной системы состоит из пяти элементов: трубопроводов 1, 3, 5, затвора 2 и ловушки 4.

Определим проводимости элементов и диаметров трубопроводов. Предположим, что все элементы имеют одинаковую проводимость.

Тогда U_2j=5U₀₂=5-2,24-10^-3= 1,12- 10^-2 м³/с. Режим течения газа в трубопроводе определим по рабочему давлению р₂=5•10^-2 Па и диаметру входного патрубка насоса d_вх=0,046 м. Критерий Кнудсена

т. е. режим течения молекулярный.

Диаметр элемента 1 может быть рассчитан из условия последовательного соединения входного отверстия и трубопровода

Из записанного уравнения находим d₁ = 0,023 м. По ГОСТ 18626—73 выбираем условный проход трубопровода d₁= 0,025 м. Тогда проводимость первого участка U₂₁=1,42 10^-2 м³/с, проводимость отверстия 5,7-10^-2 м³/с, проводимость трубопровода 1.89 10^-2 м³/с. В качестве клапана выбираем ВЭП-25 по табл. 9.11. с диаметром условного прохода d_y = 25 мм и проводимостью в молекулярном режиме течения газа 0,014 м³/с.

Таким образом, U₂₂=0,014 м³/с, причем проводимость входного отверстия равна бесконечности.

Диаметр трубопровода на третьем участке выберем из условия U₂₃= 1,12-10^-2 м³/с, тогда с учетом размеров предыдущего элемента

Выбираем d₃=0,025 м, тогда U₂₃=9,45-10^-3 м³/с. Выбираем ловушку, имеющую d_у=25 мм и проводимость U₂₄ = 1,12-10^-2 м³/с.  

Пятый участок по размерам совпадает с третьим участком, т. е. U₂₅=9,45-10^-3 м³/с, d₅=25 мм. Входная проводимость насоса равна бесконечности. Общая проводимость находится из следующего выражения:

Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 2,26-10^-3 м³/с, что несколько больше требуемой 2,24-10^-3 м³/с. Коэффициент использования пароструйного насоса в системе

Коэффициент использования K_и2 = 0,13 равен оптимальному значению.

Рассчитаем распределение давления по длине участка вакуумной системы от пароструйного насоса до откачиваемого объекта.

Давление во входном сечении насоса, согласно (9.60),

  Перепад давления на элементе 5  

Аналогично находим перепады давлений на остальных элементах, рассчитывая давления на входе и выходе каждого. Полученные результаты заносим в табл. 9.13 и строим график распределения давлений (рис. 9.32).