рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Изобретательство
/
Стационарный режим работы вакуумных систем

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Стационарный режим работы вакуумных систем

Стационарный режим работы вакуумных систем - раздел Изобретательство, ОСНОВЫ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ 4.1. Распределения Давления В Вакуумных Системах. &...

4.1. Распределения давления в вакуумных системах.

Для стационарного режима характерно постоянство во времени потоков и давлений во всех сечениях вакуумной системы. Газовый поток не остается постоянным по длине вакуумной системы, а увеличивается от одного элемента к другому за счет натекания и газовыделения.

Для расчета распределения давления по длине вакуумной системы запишем дифференциальное уравнение баланса сил в трубопроводе:

, (4.1)

где С – коэффициент пропорциональности.

Рис. 4.1. Простейшая вакуумная система

Будем считать, что трубопровод по всей длине имеет постоянную форму поперечного сечения с периметром П, а газовыделение с поверхности равно q. Тогда дифференциальное уравнение баланса массы можно записать в виде

, (4.2)

при граничных условиях Q=Q₀, x=l (Рис.4.1.).

Газовый поток в различных сечениях трубопровода может быть найден в результате интегрирования:

. (4.3)

Исключая Q из уравнений (4.1) и (4.2), получим дифференциальное уравнение стационарной откачки:

. (4.4)

Разделяя переменные и интегрируя в пределах от Р₁ до Р₀ и от 0 до x, получаем

. (4.5)

Распределение давления по координате x

. (4.6)

Давление р₂ при x=l можно записать как

(4.7)

Если Q₀>qПl/2, то влиянием собственного газовыделения трубопровода на распределение давления можно пренебречь. Обозначая ,с учетом сделанного допущения можно преобразовать к виду

. (4.8)

Распределение давления в этом случае становится линейным, а газовый поток постоянен во всех сечениях вакуумной системы

. (4.9)

Из (4.8) и (4.9) следует

. (4.10)

Данное уравнение – основное уравнение вакуумной техники, оно связывает основные параметры вакуумной системы, эффективную быстроту откачки S_ЭФ, быстроту действия насоса S_Н и проводимость вакуумного трубопровода U.

Анализ уравнения (4.10) показывает, что если проводимость трубопровода значительно больше, то эффективная быстрота откачки объекта зависит только от насоса и наоборот, если U<<S_Н, эффективная быстрота откачки объекта приблизительно равна проводимости трубопровода и мало зависит от быстроты действия насоса. При проектных расчетах вакуумных систем эффективную быстроту откачки объекта определяют исходя из газового потока и давления, а искомой является быстрота действия насоса S_Н.

Вводя в основное уравнение коэффициент использования насоса , получим полезные соотношения:

; .

При вязкостном режиме течения газа по трубопроводу проводимость трубопровода прямо пропорциональна давлению газа т. е. .

Используя такие же преобразования, как и при выводе уравнения (4.6), можно найти давление в произвольном сечении

При х=1 давление на конце трубопровода, соединенного с откачиваемым объектом

. (4.11)

Зависимость давления от длины трубопровода при вязкостном режиме течения в случае параболическая.

Давление р₀ можно найти из условия , где Uо — проводимость входного отверстия при соответствующем режиме течения.

Давление р₁ определяется характеристиками насоса. Если принять теоретическую зависимость быстроты откачки насоса S_Н от давления в виде функции

, (4.12)

где S_m — номинальная быстрота действия насоса; р_пр — предельное давление насоса, то рабочее давление насоса

. (4.13)

Решая это уравнение относительно р₁, получим

. (4.14)

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ОСНОВЫ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ

Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Омский государственный технический университет...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Стационарный режим работы вакуумных систем

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ОСНОВЫ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ
Конспект лекций ОМСК – 2007 УДК 533.5(075) ББК 31.77я73 Б43 Рецензенты: А.С. Не

Физика вакуума
1.1.Основные термины и определения Вакуумом называют состояние газа или пара при давлении ниже атмосферного. Количественно

Давление в вакууме
Основой физики вакуума являются следующие постулаты: 1. Газ состоит из отдельных, движущихся молекул. 2. Существует постоянное распределение молекул газа по скоростям, т. е. одной

Газовые законы
Если в объеме находится смесь из К газов, то давление смеси: (1.8) или

Распределение молекул газа по скоростям
При соударении друг с другом или со стенками вакуумной камеры молекулы изменяют свои скорости, как по величине, так и по направлению. Используя гипотезы о стационарном распределении по скоростям и

Средняя длина свободного пути
Направленный молекулярный поток, содержащий в начальный момент N0 молекул газа с хаотично движущимися молекулами с частотой К за время dt, уменьшается на величину:

Энергия взаимодействия
По мере снижения рабочего давления роль поверхностных явлений при получении и измерении вакуума непрерывно возрастает, особенно в области сверхвысокого вакуума. Процесс поглощения г

Время адсорбции
Минимальным временем адсорбции можно считать период колебания молекулы в потенциальной яме, это время можно считать примерно одинаковым для всех молекул газа

Конденсация и испарение
Вещества в зависимости от температуры и давления могут находится в различных агрегатных состояниях. В вакуумной технике могут происходить процессы конденсации, испарения, сублимации

Адсорбция газов и паров
Адсорбционные процессы изучают по кривым адсорбции, устанавливающим зависимость между тремя основными величинами: количеством поглощаемого газа (Q); равновесным давлением (Р); темпе

Степени покрытия поверхности
Степень покрытия поверхности молекулами адсорбированных газов влияет на характер протекания поверхностных явлений: эмиссию электронов из твердого тела, поверхностный электрический р

Растворимость газов в твердых телах
Концентрация газов, растворенных в твердом теле, зависит от его температуры, давления и типа кристаллической решетки. В металлах, для которых характерна гомополярная металлическая связь между элект

Вязкость газов
При перемещении твердого тела со скоростью vn за счет передачи количества движения молекулам газа возникает сила внутреннего трения. Сила трения по всей п

Скольжение разреженных газов
Экспериментальные исследования течения газа при малых давлениях в магистрали показали, что действительный расход газа больше теоретического, найденного на основании гидродинамически

Температурный скачок
Явление, аналогичное скольжению, наблюдается и при исследовании теплопроводности разреженных газов, если средняя длина свободного пути L значительно меньше расстояния между поверхностями тел с разн

Соединение арматуры и откачиваемых объектов
Арматура (коммутационные элементы, ловушки, трубопроводы) и откачиваемые объекты, соединяясь друг с другом, образуют сложные вакуумные системы. Место соединения двух элементов и более называют узло

Соединения насосов
В вакуумных системах с большими газовыми потоками используют параллельное соединение насосов (рис. 4.5, а). Запишем уравнение (4.15) для узла А, к которому подключены через элементы с

Расчет газовых нагрузок
Стационарный газовый поток, откачиваемый насосом, во время работы вакуумной установки имеет несколько составляющих:

Расчет длительности откачки
Известные закономерности для расчета проводимости трубопроводов вакуумной системы позволяют рассчитывать стационарные режимы течения газа. В большинстве случаев давление и поток газа завис