Сопротивление и пропускная способность вакуумпровода

Как показали исследования процессов течения газа по трубкам, падение давления вдоль вакуумпровода, т. е. движущая разность давлений р1 — р2, возникает из-за того, что вакуумпровод оказывает сопротивление потоку газа. Это сопротивление можно уподобить сопротивлению проводника электрическому току и аналогично закону Ома написать соотношение:

,

где Z — сопротивление вакуумпровода потоку газа; U — пропускная способность вакуумпровода — величина, аналогичная проводимости электрического проводника; при расчетах, связанных с откачкой вакуумных систем, удобнее пользоваться именно величиной U.
Представив одно из равенств (1.33) в виде:

мы убеждаемся в том, что пропускную способность вакуумпровода можно рассматривать как поток газа через него при движущей разности давлений по его концам, равной единице. Следовательно, размерностью величины U является объем газа в единицу времени, измеряемый при давлении, равном единице.
Однако аналогия закону Ома справедлива лишь при условии, что подобно электрическому току в проводнике поток газа Q имеет постоянное значение для любого сечения неразветвленного вакуумпровода, включая и его концы, т. е. если 
p1S0 = U(p1-p2) = p2SH = Q(1.35)
В вакуумной системе поток газа, имеющий постоянное значение на протяжении всего вакуумпровода, устанавливается, например, при условии, что в откачиваемый объект натекает извне такое же количество газа, какое за это же время отбирается насосом из вакуумной системы; в этом случае поток газа сохраняет постоянство не только по длине вакуумпровода, но и во времени: несмотря на непрерывную работу насоса, все величины, входящие в равенства (1.35), сохраняют постоянное значение. Такой поток газа называется стационарным (установившимся во времени). Практически стационарный поток осуществляется лишь в частных случаях; вообще же откачка сопровождается, как мы уже говорили, падением как давления р1, в откачиваемом объекте, так и давления р2 у входа в насос; в связи с этим уменьшается и движущая разность давлений р1 — р2, и среднее давление в вакуумпроводе , одновременно с уменьшением давлений может уменьшиться и пропускная способность трубки.
Таким образом, поток газа по вакуумпроводу обычно является нестационарным. Тем не менее и в случае нестационарного потока можно допустить, что при непрерывно изменяющихся p1, р2 и пропускной способности U все же в каждый момент поток газа удовлетворяет условию (1.35). Такой нестационарный поток газа принято называть квазистационарным, т. е. сходным со стационарным; сходство заключается в том, что поток газа, не будучи постоянным во времени, все же в любой момент остается одинаковым для любого сечения вакуумпровода.
В вакуумных системах, как правило, осуществляется квазистационарный поток газа по вакуумпроводу; стационарный же поток газа устанавливается в вакуумной системе обычно в конце процесса откачки, когда давление в системе и у входа в насос, несмотря на работу насоса, продолжает сохраняться постоянным.
Из условий (1.35) следует, что, зная поток газа Q, мы сможем определить быстроту откачивающего действия в любом месте вакуумной системы, если известно давление в этом месте. Например, быстрота откачки объекта равна

при давлении р1, быстрота действия насоса равна

при впускном давлении р2; и вообще быстрота действия в любом сечении неразветвленного вакуумпровода (между откачиваемым объектом и насосом) равна

при давлении р в этом сечении.
Далее, из тех же условий (1.35) следует, что при наличии сопротивления трубки, т. е. при р1 > р2, быстрота откачки объекта S0 всегда меньше быстроты действия насоса SH; равенство S0 = SH  может осуществляться, когда р1 = р2, т. е. когда откачиваемый объект присоединен к насосу непосредственно, без вакуумпровода и, следовательно, давление в объекте совпадает с впускным давлением насоса. Вообще быстроту откачки объекта можно рассматривать как эффективную быстроту действия насоса: S0 = SH.эфф .