Найдем коэффициент использования магниторазрядного насоса. Пользуясь методикой, изложенной в 9.5, или рис. 9.25, при п = 3 находим для 5_эф = = 10^—1 м³/с оптимальное значение коэффициента использования Ки1 = 0,35.

Воспользуемся формулой (9.65) для нахождения номинальной быстроты действия:

По методике, изложенной в 9.5, или по рис. 9.17 найдем при 5_Эф = 1,5• 10~⁷ м³/с и п = 3 оптимальное значение А_из = 0,7.

Номинальная быстрота действия механического насоса

На рис. 9.31 показаны внутренние размеры откачиваемого объекта и длины трубопроводов. Участок вакуумной системы состоит из трех элементов: трубопроводов 1 и 2 и затвора 3.

Определим проводимости элементов и диаметры трубопроводов. Будем считать в первом приближении, что все элементы имеют одинаковую проводимость. Тогда У₍₇ = ЗУо1 = 3-0,65 «2 м³/с. Режим течения газа в трубопроводе определим по рабочему давлению pi = 10~⁵ Па и диаметоу входного

т. е. режим течения молекулярный.

Диаметр первого элемента может быть рассчитан из условия последовательного соединения входного отверстия и трубопровода:

Таким образом, 6’12=2,2 м³/с, причем проводимость входного отверстия 6,4 м³/с, а проводимость затвора 3,34 м³/с.

Диаметр трубопровода на третьем участке выберем из условия f7i3=2 м³/с. Тогда с учетом размеров предыдущего элемента

патрубка насоса d_BX=0,25 м. Критерий Кнудсена

Отсюда получаем 4 = 0,19 м. По ГОСТ 18626—73 выбираем условный проход трубопровода dj = 0,2 м. Тогда проводимость первого участка 67ц = 2,29 м³/с, проводимость отверстия 3,7 м³/с, проводимость трубопровода 4,84 м³/с.

В качестве затвора выбираем ЗВЭ с диаметром условного прохода d= 160 мм (см. табл. 9.11) и проводимостью в молекулярном режиме течения газа 3,34 м³/с. С учетом входного сопротивления проводимость затвора найдем из равенства

При d₂=0,16 м из записанного соотношения имеем d₃=0,153 м. Согласно рекомендуемому ряду диаметров выбираем d₃=0,160 м.

Таким образом, t/i₃=2,48 м³/с, а общая проводимость участка с учетом того, что входная проводимость насоса равна бесконечности.

Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 0,78 м³/с, что несколько больше требуемой 0,65 м³/с. Коэффициент использования магниторазрядного насоса

где Sm2 — быстрота действия пароструйного насоса, выбранного по каталогу.

Составим компоновочную схему рассматриваемого участка вакуумной системы. На компоновочной схеме (рис. 9.32) показаны внутренние размеры откачиваемого объ-

Таблица 9.13

Распределение давления на участке вакуумной системы от пароструйного насоса до откачиваемого объекта

Определим проводимости элементов и диаметров трубопроводов. Предположим, что все элементы имеют одинаковую проводимость.

екта и трубопроводов. Участок вакуумной системы состоит из пяти элементов: трубопроводов 1, 3, 5, затвора 2 и ловушки 4.

б. Высоковакуумная система. Найдем общую проводимость участка вакуумной системы от пароструйного насоса до вакуумной камеры по (9.67):

Тогда £7₂?=5£7о2=5-2,24-10^-3= 1,12-IO^-2 м³/с. Режим течения газа в трубопроводе определим по рабочему давлению р2=5-10~² Па и диаметру входного патрубка насоса d_BX=0,046 м. Критерий Кнудсена

т. е. режим течения молекулярный.

Диаметр элемента 1 может быть рассчитан из условия последовательного соединения входного отверстия и трубопровода

Из записанного уравнения находим dj —0,023 м. По ГОСТ 18626—73 выбираем условный проход трубопровода di = 0,025 м. Тогда проводимость первого участка U₂i = 1,42-10^-2 м³/с, проводимость отверстия 5,7-i О^-2 м³/с, проводимость трубопровода 1.89Х Х10^-2 м³/с. В качестве клапана выбираем ВЭП-25 по табл. 9.11. с диаметром условного прохода d_y = 25 мм и проводимостью в молекулярном режиме течения газа 0,014 м³/с.

Таким образом, £7₂₂=0,014 м³/с, причем проводимость входного отверстия равна бесконечности.

Диаметр трубопровода на третьем участке выберем из условия £7₂з= 1,12-10~² м³/с, тогда с учетом размеров предыдущего элемента

Выбираем d₃=0,025 м, тогда П₂₃=9,45-10^-3 м³/с. Выбираем ловушку, имеющую d_y=25 мм и проводимость £/₂₄= 1,12-10~² м³/с.

Пятый участок по размерам совпадает с третьим участком, т. е. £725=9,45-10^-3 м³/с, d_s=25 мм. Входная проводимость насоса равна бесконечности. Общая проводимость находится из следующего выражения:

Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 2,26-10~³ м³/с, что несколько больше требуемой 2,24-10~³ м³/с. Коэффициент использования пароструйного насоса в системе

Перепад давления на элементе 5

лению рз=27 Па и диаметру входного патрубка механического насоса d_BX=0,008 м. Критерий Кнудсена

но 0,035>5-10^-3, т. е. режим течения молекулярно-вязкостный.

Сопротивлением отверстий при небольшом перепаде давления, характерном для установившегося режима при Киз = 0,7, в молекулярно-вязкостном режиме можно пренебречь.

Диаметр первого трубопровода можно рассчитать при среднем давлении в трубопроводе Рср=^:Рз=27 Па по проводимости

откуда 7703=2,53-10~⁴ м³/с.

Общая проводимость выбранного участка вакуумной системы 2,53-10^-4 м³/с, что несколько больше требуемой 2,3-10^-4 м³/с.

Коэффициент использования механического насоса в системе

Коэффициент Киз=0,72 близок к оптимальному значению 0,7.

Рассчитаем распределение давления по длине участка вакуумной системы от механического до пароструйного насоса. Давление во входном сечении насоса, согласно (9.60),

Перепад давления на элементе 7

откуда d⁴i3 4-3- 10^-3d³i3—4,4-10~⁹=0. Имеем d₁₃=7,5-10~³ м.

По ГОСТ 18626—73 выбираем di₃ = 8-10^_3 м, что соответствует С7₃₁ = 2,1 • 10~³ м³/с. Тогда получим d₃₃=d₅₃=d₇₃—8-10~³ м.

В качестве клапанов на втором и шестом участках по табл. 9.11 выбираем КМУ1-10 с диаметром условного прохода d_y=10 мм и проводимостью 0,0014 м³/с. Проводимость клапана в молекулярновязкостном режиме несколько больше, чем в молекулярном. Разницей проводимостей в данном расчете пренебрегаем.

Выбираем ловушку, имеющую d_y= 10 мм и проводимость U₃t— = 1,6-10“³ м³/с. Общую проводимость находим из следующего выражения:

Аналогично находим перепады давлений на остальных элементах, рассчитывая давления на входе и выходе каждого. Полученные результаты заносим в табл. 9.14 и строим график распределения давлений (рис. 9.33). В элементах 1, 2, 3, 4 принимаем предельное давление механического насоса с ловушкой 4-10^-1 Па.

Таблица 914

Распределение давления на участке вакуумной системы от механического насоса до пароструйного