§ 9.7.2. Общее газовыделение и давление вакуумной системы

Общее газовыделение вакуумной системы в стационарном режиме работы складывается из собственного и технологического газовыделения:

Давление во входном сечении вакуумного насоса запишем согласно (9.14):

где р_прi и S_mi — предельное давление и номинальная быстрота откачки соответствующего насоса.

Повышение давления на последующих элементах i-го участка вакуумной системы можно определить по потоку Q и проводимости k-гo элемента U_ki:

В местах, где имеютсясужения трубопроводов, наблюдаются скачки давления

где U_0J — проводимость j-го отверстия. Давления в сечениях между элементами участка вакуумной системы можно рассчитать по формуле

Предельное давление р_прi может уменьшаться только на ловушке. Второе слагаемое в (9.63) постоянно, а третье только возрастает. На ловушке возможно как увеличение, так и снижение Давления в зависимости от того, какое из слагаемых (9.63) вносит наиболее существенный вклад в изменение давления. Примерный график распределения давления между насосом и откачиваемым объектом показан на рис. 9.27.

Полученные расчетные точки соединены прямыми линиями, что соответствует реальному распределению давлений в молекулярном режиме течения газа. В других режимах такой график можно рассматривать как упрощенный. Для точного описания распределения давления между граничными элементами вакуумной системы в вязкостном режиме нужно воспользоваться формулой (9.10).

Распределение давления удобно строить отдельно для собственного газовыделения установки и общего газовыделения. Первое является характеристикой самой установки, а второе — характеристикой осуществляемого в ней технологического процесса.

  Графическая проверка выбора вакуумных насосов позволяет определить их рабочие давления. По графическим характеристикам насосов строятся их эффективные быстроты откачки. Для первого насоса в откачиваемом объекте, для второго — на выходе первого насоса и т. д. в соответствии с формулами (9.49) и (9.50). Пересечение этих кривых с кривой быстроты натекания S = Q/p определяет рабочие давления всех насосов (рис. 9.28).  

Проверка возможности запуска установки осуществляется графически по рис. 9.28. Запуск установки возможен, если при всех давлениях выше рабочего в откачиваемом объекте быстрота натекания меньше, чем эффективная быстрота откачки насосов.

Совместность работы последовательно или параллельно включенных насосов обеспечивается, если давление в их выходных патрубках ниже максимальных выпускных давлений этих насосов.

Методика определения области совместной работы насосов по потокам или рабочим давлениям описана в § 9.3. Возможна полная и частичная совместность их работы. В вакуумных системах с устойчивым газовыделением можно ограничиться частичной совместностью работы насосов. В вакуумных системах с переменным газовыделением, например в вакуумной металлургии, необходимо обеспечивать полную совместность работы насосов.

По данным § 9.5 можно рассчитать себестоимость работы установки в течение часа С_ч=СS_эф, а в течение года при двухсменной работе С_г=4000СS_эф.