§ 9.3.2. Система последовательно соединенных насосов

Система последовательно соединенных насосов (рис. 9.6, б) очень часто используется в высоковакуумных установках. Если пренебречь собственным газовыделением насосов и соединительных трубопроводов, то в стационарном режиме работы газовый поток Q во всех насосах останется неизменным и можно записать условие постоянства потока в виде

Из условия (9.41) следует, что требуемые быстроты действия последовательно соединенных насосов уменьшаются пропорционально возрастанию давления:

Быстрота откачки первого насоса из (9.41)

Для описания основной характеристики насоса примем выражение (9.12). Из (9.12) и (9.43) можно найти номинальную быстроту откачки:

Уравнение потоков (9.16) для входного сечения первого насоса

Решая (9.45) относительно давления p₁, получим с учетом выражения (4.8) для коэффициента использования насоса К_н1

Подставляя (9.46) в (9.44), преобразуем выражение для номинальной быстроты откачки первого насоса:

Для любого другого последовательно включенного насоса аналогично (9.47) получим следующее выражение для определения номинальной быстроты откачки:

В качестве давления p'_i-1 можно принимать максимальное выпускное давление предыдущего насоса.

В тех случаях, когда характеристика насоса задана графически и не описывается уравнением (9.12), совместность работы насосов можно определить графически (рис. 9.7). По графическим характеристикам насосов S_Н1 и S_Н2 рассчитывают и строят их эффективные быстроты откачки:

где U₁ — проводимость вакуумной системы от первого насоса до откачиваемого объекта; U₂ — проводимость вакуумной системы от второго насоса до первого.

При расчетах по формулам (9.49) и (9.50) следует иметь в виду, что проводимость U в общем случае является функцией давления.

Здесь же на рис. 9.7 построена зависимость быстроты натекания и газовыделения от давления в откачиваемом объекте: S_Q = Q/P.

Точка пересечения кривых S_эф1 и S_Q соответствует установившемуся режиму работы первого насоса. Давление в точке пересечения должно быть равно рабочему давлению первого насоса. Аналогично по пересечению кривых S_эф2 и S_Q можно найти рабочее давление второго насоса. Если оно меньше, чем максимальное выпускное давление первого насоса, то насосы работают совместно.