Выбор типоразмеров насосов окончательной откачки
Выбор типоразмеров насосов заключается в определении требуемой быстроты откачки и подборе из каталога конкретных марок насосов, обеспечивающих требуемую быстроту откачки. Сначала, в соответствии с разработанной вакуумной системой, выбирается насос окончательной откачки, а затем насосы системы предварительной откачки, а затем насосы системы предварительного разряжения. Определение требуемой быстроты откачки насосом окончательной откачки S0 производиться по формуле: , м3с-1 (1)
где Q- поток газовыделения в реципиенте (откачиваемом объеме), м3Пас-1; PP- рабочее давление (при обезгаживании изделия, работе испарителя и т.п.), Пас-1. Обычно давление при обезгаживании на два-три порядка выше окончательного давления РК в реципиенте. Поток Q определяется суммой элементарных потоков газов десорбирующих со стенок и диффундирующих из толщи (нагретых) деталей (при обезгаживании изделия, работе испарителя и т.п.), натекающих через неплотности, а также за счёт испарения легколетучих компонентов материалов, газопроницаемости тонкостенных участков реципиента и ориентировочно может быть найден как Qå=ågmimi/tоб+ågFiFi/tоб+QН+QИ+QП , (2) где: gmi, gFi- удельное содержание газа в растворённом (внутри материала конструкции) или сорбированном (на поверхностях, обращенных в вакуум) состоянии для прогреваемых элементов, соответственно, м3Па.кг-1 или м3Па.м-2; tоб- время (высокотемпературного Т>300° C) обезгаживающего прогрева, с; mi- масса обезгаживаемых прогревом деталей; Fi- поверхность, обращенная в вакуум и выделяющая газ, м2; Q»SgiFi- поток газовыделения из непрогреваемых элементов вакуумной системы, м3Па.с-1; gi- удельное газовыделение с непрогреваемых поверхностей, м3×Па.м-2×с-1. QН- суммарный поток газа, натекающий через неплотности вакуумной системы, м3×Па×с-1, (определяется чувствительностью используемого для контроля вакуумной установки течеискателя); QИ=S(РНАС-Рi)ViFi- поток газа за счет испарения материалов, обращенных внутрь реципиента, м3×Па×с-1, (при атом РНАС, Pi- давление насыщающих паров и парциальное давление вещества в реципиенте Па, Vi=117 м3м-2с-1- объем газа, ударяющего о единицу поверхности в единицу времени); QП=SFi.П.(DРi)1/j.h-1 - поток газа за счет проницаемости тонких стенок, м3Па.с-1 (где П- коэффициент проницаемости; Па1/jм3×с-1×м-1); DРi- перепад давлений диффундирующего через стенку газа; Па, j=l для эластомеров, j=2 для металлов, h- толщина стенки, м. Газосодержание ряда аморфных материалов плохо растворяющих газы, но имеющих большую энергию сорбции (например, стекла) определяется содержанием сорбированного на поверхности газа gF1. Для металлов, эластомеров обычно указывается количество растворенных газов. Некоторые данные по газовыделению и газосодержанию приведены в табл.5.
Таблица 5 Газосодержание и газовыделение вакуумных конструкционных материалов.
Газосодержание основных атмосферных газов в некоторых конструкционных материалах может быть рассчитано на основе данных табл.6, как равновесная концентрация этих газов, образующаяся при плавке по формуле: (3) где: gS- растворимость данного газа в материале, мПа/кг; Pi- парциальное давление газа над раствором (для атмосферного азота Р=7,8×104 Па, для кислорода Р=2,1×104 Па, для водорода Р=5×10-4 Па, для гелия Р=5,2.10-3 Па) j- число атомов в молекуле газа (при растворении газа в неметаллах принимается j=l, а в металлах j=2, т.к. молекулы при растворении в металлах диссоциируют на два атома); ЕS- энергия активации при растворении, кДж/моль; R- универсальная газовая постоянная; Т- абсолютная температура; КS- константа растворимости.
Таблица 6
(* знак ”-” обозначает, что газы образуют в материале истинные растворы)
На этапе эскизной разработки технического предложения последние четыре компонента формулы (2), определяющие предельное давление вакуумной системы РС'=(QS+QН+QИ+QП)/S0 могут быть определены лишь ориентировочно и обычно задаются потоками, соизмеримыми с допустимым потоком натекания в системе (QН=10-10 Вт), а затем уточняются на стадии эскизного проектирования, после определения конкретных размеров вакуумной камеры и внутренней арматуры. Поток QS, обычно формирующий основную долю газовыделения из камеры может быть значительно сокращен за счет предварительного прогрева элементов системы, что видно из табл. 5.
Определение типоразмера насоса окончательной откачки заключается в выборе по справочнику (или из табл.7) такой марки насоса требуемого типа, который обеспечивает
(4)
где: SН- быстрота действия насоса (выбранного типоразмера), м3с-1. S0- требуемая быстрота откачки, м3с-1. U- проводимость трубопровода окончательной откачки реципиента, м3с-1.
Таблица 7 Некоторые характеристики вакуумных насосов
*- в указанном диапазоне давлений быстрота действия насоса снижается (см. столбец 5)
Так как ряды реальных типоразмеров насосов ограничены, то часто приходится выбирать типоразмер имеющий SН с большим запасом. Поскольку на этом этапе расчета трубопровод также еще не выбран, то вначале может быть рекомендовано ориентировочное соотношение для определения проводимости трубопровода: (5)
В проверочном расчете, величина U, принятая как основа для расчета размеров трубопровода должна быть уточнена.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (801)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |