§ 9.10.5. Конструктивные размеры низковакуумной системы

Найдем общую проводимость участка вакуумной системы от пароструйного насоса до механического по (9.67):

где S_m3 — быстрота действия механического насоса, выбранного по каталогу.

Составим компоновочную схему рассматриваемого участка вакуумной системы. На компоновочной схеме (рис. 9.33) показаны длины трубопроводов и диаметр выпускного патрубка пароструйного насоса 8 мм, диаметр входного патрубка механического насоса 8 мм. Участок вакуумной системы состоит из семи элементов: четырех трубопроводов 1, 3, 5, 7, клапанов 2, 6 и ловушки 4.

Режим течения газа в трубопроводе определим по рабочему давлению р₃=27 Па и диаметру входного патрубка механического насоса d_вх=0,008 м. Критерий Кнудсена

но 0,035>5-10^-3, т. е. режим течения молекулярно-вязкостный.

Сопротивлением отверстий при небольшом перепаде давления, характерном для установившегося режима при К_и3 = 0,7, в молекулярно-вязкостном режиме можно пренебречь.

Диаметр первого трубопровода можно рассчитать при среднем давлении в трубопроводе р_ср=р₃=27 Па по проводимости

откуда d₁₃⁴ + 3 10^-3d₃₁³-4,410^-9=0. Имеем d₁₃=7,5- 10^-3 м.

По ГОСТ 18626—73 выбираем d₁₃ = 8-10^-3 м, что соответствует d₃₁ = 2,1 10^-3 м³/с. Тогда получим d₃₃=d₅₃=d₇₃=8-10^-3 м.

В качестве клапанов на втором и шестом участках по табл. 9.11 выбираем КМУ1-10 с диаметром условного прохода d_y=10 мм и проводимостью 0,0014 м³/с. Проводимость клапана в молекулярно-вязкостном режиме несколько больше, чем в молекулярном. Разницей проводимостей в данном расчете пренебрегаем.

Выбираем ловушку, имеющую d_y—10 мм и проводимость U₃₄ = 1,6 • 10^-3 м³/с. Общую проводимость находим из следующего выражения:

откуда U₀₃=2,53-10^-4 м³/с.

Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 2,53-10^-4 м³/с, что несколько больше требуемой 2,3-10^-4 м₃/с.

Коэффициент использования механического насоса в системе

Коэффициент K_и3=0,72 близок к оптимальному значению 0,7.

Рассчитаем распределение давления по длине участка вакуумной системы от механического до пароструйного насоса. Давление во входном сечении насоса, согласно (9.60),

Перепад давления на элементе 7

Аналогично находим перепады давлений на остальных элементах, рассчитывая давления на входе и выходе каждого. Полученные результаты заносим в табл. 9.14 и строим график распределения давлений (рис. 9.33). В элементах 1, 2, 3, 4 принимаем предельное давление механического насоса с ловушкой 4-10^-1 Па.