Криоконденсационная откачка
Криоконденсационная откачка
На рис. 5.7 приведена удельная быстрота откачки азота, имеющего температуру 293 К, при р=у=1 в зависимости от давления и температуры криоповерхности в соответствии с (5.9).
Предельное давление криоконденсационной откачки зависит от температуры поверхности, на которой происходит конденсация откачиваемого газа. При SK=0, pr—Рпр воспользуемся уравнением где t — время работы насоса; А — площадь конденсирующей поверхности; рт — плотность газов в твердом состоянии
Криоконденсационная откачка возможна при условии, что давление откачиваемого газа в вакуумной системе выше давления его насыщенных паров в насосе (см. рис. 2.5).
Скорость конденсации, согласно (2.9),
где Рг —давление газа.
Воспользуемся выражением для скорости испарения (2.11)
где рт — давление насыщенных паров адсорбата при температуре Т.
Принимая во внимание, что плотность газа р=ргМ/(RTr), запишем выражение для быстроты конденсационной откачки:
где р — коэффициент, учитывающий входное сопротивление.
Используя зависимость давления насыщенного пара вещества от температуры (2.6) в виде In р — М—N/Tn, где М и N— постоянные коэффициенты (см. табл. 2.5), после преобразований получим
При наблюдается максимальная быстрота действия криоконденсационного насоса, равная скорости конденсации. При ₽=у=1
При откачке азота с производительностью 10~2 м3-Па/с на площади 0,1 м2 за 1Q6 с образуется слой конденсата толщиной 1,5 мм.
Уравнение теплового баланса на поверхности криоосадка можно записать в следующем виде: здесь Н — суммарный тепловой поток на единицу поверхности криоосадка; Тк и Гп — температуры криоагента и поверхности криоосадка; X — коэффициент теплопроводности криоосадка:
Решая уравнение теплового баланса относительно Гп, получим ТП=ГК+ЯЖ.
Для л = 50 Вт/м2 после образования криоосадка азота толщиной 1,5 мм превышение температуры криоповерхности над температурой криоагента составит 0,75 К.
Подставляя выражение, полученное для Гп, в (5.11), получим
(5.9) для определения предельного давления:
При работе насоса происходит образование криоосадка на конденсирующей поверхности. Толщина крио-эсадка
Таким образом, предельное давление насоса ухудшается с ростом толщины криоосадка. На рис. 5.8 показаны зависимости предельного давления от времени работы насоса, рассчитанные по уравнению (5.12) с учетом того, что h = Qt/(Apr).