КРИТЕРИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ РЕЖИМОВ

ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В ТРУБОПРОВОДАХ

 

     Во время откачки вакуумной системы давление газа обычно уменьшается, и одновременно с этим меняются режимы течения газа в трубопроводах.

     В самом начале процесса откачки при сравнительно высоких давлениях и значительных скоростях газа наблюдается турбулентный режим течения, характеризующийся хаотическим нерегулярным движением взаимодействующих между собой масс, при этом давление в каждой точке вакуумной системы носит п у л ь с и р у ю щ и й характер.

     При постепенном уменьшении давления скорости течения газа также уменьшаются, характер потока меняется, образуются параллельно перемещающиеся слои газа. Скорости перемещения этих слоев постепенно возрастают от нуля до максимума в направлении от стенки трубопровода к его оси. Этот вид течения называется ламинарным или вязкостным.

   Переход от турбулентного течения к ламинарному обусловливается достижением критического значения некоторого безразмерного параметра – числа Рейнольдса R_e, которое рассчитывается по формуле:

 

                      

где        u _газ = Q ' / A × p – средняя скорость газа;

              d – диаметр трубопровода, м;

              р – давление газа;

              r – плотность газа;

              h – коэффициент динамической вязкости (Па×с);

              Q '– поток газа (м³×Па/с);

              А – площадь поперечного сечения трубопровода

              m – масса молекулы, кг

 

              Re > 2200 – турбулентный режим

 

     В процессе откачки вакуумной системы давление на концах трубопровода разное, поэтому для определения режимов рассчитывается р_ср = (р₁ + р₂)/2, где р₁ и р₂ – давление на концах трубопровода.

     При этом само давление уменьшается настолько, что средняя длина свободного пути молекул l, становится соизмеримой с диаметром трубопровода d и даже начинает превышать его. При этом молекулы газа почти не сталкиваются между собой и взаимодействуют только со стенками трубопровода. Такой режим течения газа называется молекулярным.

 

     l/d ³ 1/3

   р_ср×d £ 0,02 Па×м                      молекулярный режим

 

     l/d £ 5×10^-3

     р_ср×d ³ 1,33 Па×м                      ламинарный (вязкостный) режим

 

   0,02 > р_ср×d > 1,33 Па×м          промежуточный (молекулярно-

                                                             вязкостный) режим

 

   Отсюда р > 100 Па                           НВ (низкий вакуум)

                       от 100 до 10^-1 Па           СВ

                       от 10^-1 до 10^-5 Па           ВВ

Адсорбция. Проницаемость материалов

 

     Абсорбция – это поглощение газов в объеме твердых тел. Адсорбция – поглощение газов поверхностью твердых тел.

     В процессе адсорбции происходит растворение газа в объеме твердого тела. Вещество, поглощающее газ, называется сорбентом (адсорбентом, абсорбентом), а поглощаемое вещество – сорбатом (адсорбатом, абсорбатом). Сорбция – процесс экзотермический.

     Выделение газов из твердого тела (обратный процесс) называется десорбцией.

     Адсорбироваться – минимум 1 раз проколебаться вместе с кристаллической решеткой!!!

     Различают физическую адсорбцию и хемосорбцию. Физическая адсорбция характеризуется наличием Ван-дер-Ваальсовских сил взаимодействия между атомами поверхности и адсорбируемыми атомами. При химическом взаимодействии энергия притяжения объясняется возникновением ковалентной или ионной связи.

     Уравнение  можно представить в графическом виде:

 

     1) – химическая адсорбция - короткодейств.

     2) – физическая адсорбция - дальнодейств.

Время адсорбции.

 

     Минимальное время адсорбции – период колебания в потенциальной яме с. - приблизительно одинаково для всех молекул газа.

 

 

---

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!