ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ
Лекция 6
Теоретические основы процесса откачки
Основные определения вакуумной техники
Простейшая вакуумная система
| Откачиваемый сосуд – 1, манометрические преобразователи (датчики) – 2, кран – 3, трубопровод – 4 и насос – 5. Будем полагать, что в оболочке вакуумной системы нет течей и внутри нее нет газовыделения, а температура газа постоянна. До начала работы насоса давление во всей вакуумной системе одинаково и газ неподвижен. С началом работы насоса начинается перемещение газа из сосуда 1 по трубопроводу 4 в насос 5, причем количество газа в вакуумной системе непрерывно уменьшается, а так как объем системы и температура газа остаются практически неизменными, происходит понижение давления в вакуумной системе. |
Давление рн на входе в насос становится ниже, чем давление р на выходе откачиваемого сосуда. Таким образом, создается разность давлений р – рн, которая обусловлена наличием в системе трубопровода, крана и других элементов, оказывающих сопротивление прохождению потока газа.
Разность р – рН принято называть движущая разность давлений.
Следует различать понятия о быстроте откачки сосуда и быстроте откачивающего действия насоса!!!
Быстротой откачки сосуда или эффективной быстротой откачки S 0 называется объем газа, поступающий в единицу времени из сосуда в трубопровод при данном давлении р в откачиваемом сосуде.
|
|
|
Но так как S0 с изменением давления изменяется, то по определению при данном давлении р в сосуде
S0 = dV/dt
где dt – бесконечно малый промежуток времени.
Быстротой откачивающего действия или, короче, быстротой действия вакуумного насоса S Н при данном впускном давлении рН называется объем газа, поступающий в работающий насос в единицу времени при этом давлении.
Так как и быстрота действия насоса с изменением давления также изменяется, то при впускном давлении рН
SН = dVН/dt
Быстрота действия вакуумной системы в любом сечении трубопровода Si = dVi / dt при давлении pi
Поскольку в вакуумной системе отсутствуют натекания и газовыделение, то количество газа Q / i , протекающего в единицу времени в любом сечении трубопровода может быть определено как:
Q / i = р i Si
Это количество газа принято называть потоком газа в данном сечении трубопровода. Обычно поток газа измеряется в следующих единицах:
pV / t = м3 × Па/ c = Вт
Поток газа, протекающий во входном сечении вакуумного насоса, Q/H называется производительностью насоса при данном впускном давлении рН.
|
|
|
Q/i = Q/H = рН S Н = р S0
Для более наглядного представлений о процессах, происходящих во время откачки, проводят аналогию между вакуумной системой и электрической цепью. При этом разность давлений р – рН уподобляется разности потенциалов, поток Q/ – силе тока, а частное от деления разности давлений на поток называется сопротивлением трубопровода W . При расчетах вакуумных систем чаще пользуются величиной U называемой проводимостью трубопровода
W = ( р – рН ) / Q/
U = 1/W = Q//( р – рН )
[м3/с или л /с]
СОПРОТИВЛЕНИЕ И ПРОВОДИМОСТЬ СЛОЖНОГО ВАКУУМНОГО ТРУБОПРОВОДА
Как правило, вакуумные системы включают в себя затворы, ловушки, краны и трубопроводы с различными по длине поперечными сечениями.
Проводимость сложных трубопроводов рассчитывается следующим образом:
а) если участки трубопровода с различными поперечными сечениями и длинами соединены последовательно, то рассчитываются порознь значения проводимостей отдельных участков, а общая проводимость сложного трубопровода или его сопротивление определяются по формулам:
|
|
|
б) если участки трубопровода с различными поперечными сечениями и длинами соединены параллельно, то отдельные участки также рассчитываются порознь, а общая проводимость сложного трубопровода или его сопротивление определяются по формулам:
ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ
Q / = р S 0
Q / = рН S Н
Q/ = U (p – pH)
Отсюда 
или 
Поскольку уравнение связывается основные параметры вакуумной системы: быстрота откачки сосуда, быстрота действия насоса непроводимость трубопровода, это уравнение называется основным уравнением вакуумной техники.
Анализ уравнения показывает, что, если проводимость трубопровода системы значительно больше быстроты действия насоса, то быстрота откачки сосуда зависит только от насоса, и, наоборот, если проводимость трубопровода гораздо меньше быстроты действия насоса, то быстрота откачки сосуда приблизительно равна проводимости трубопровода и мало зависит от быстроты действия насоса.
|
|
|
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!