§ 9.4.1. Расчет газовых нагрузок

Стационарный газовый поток, откачиваемый насосом, во время работы вакуумной установки имеет несколько составляющих:

где Q_n — проницаемость материалов; Q_Д — диффузионное газовыделение материала; Q_H — натекание через оболочку вакуумной камеры; Q_T — стационарное технологическое газовыделение.

Рассмотрим подробнее каждую из указанных составляющих.

Количественная оценка процессов стационарной проницаемости газа через стенки вакуумной системы, изготовленные из различных материалов или имеющие различную толщину, может быть сделана с учетом (2.33) и констант проницаемости К₀ и Q_p (табл. 9.1) по формуле

где K_0i и Q_pi — соответственно константа проницаемости и теплота активации для материала i-й стенки вакуумной системы;F_i и h_i — соответственно площадь и половина толщины i-й стенки; p₁ и р₂ — давления с внутренней и наружной сторон стенок; n — число атомов в молекуле газа, проникающего через стенку; Т — абсолютная температура стенки; R = 8,31 кДж/(кмоль-К); N— число стенок вакуумной камеры, арматуры и трубопроводов, изготовленных из различного материала или имеющих разную толщину.

Газопроницаемость возрастает при уменьшении толщины стенок вакуумных камер. Особенно это заметно для деталей типа сильфонов, мембран и т. д., где малая толщина детали определяется условиями ее работы. Конструктивными способами уменьшения газопроницаемости кроме выбора материалов являются использование установок с «двойным» вакуумом и охлаждение деталей во время работы непосредственно в вакуумной камере.