Business is booming.

Соединения насосов

0

Соединения насосов

В вакуумных системах с большими газовыми потоками используют параллельное соединение насосов (рис. 9.6, а). Запишем уравнение (9.15) для узла А, к которому подключены через элементы с проводимостями Ui, U2,…,Ui…..0п все входные пат

рубки параллельно соединенных насосов:

ние Pi в любом откачиваемом объекте, согласно (9.8),

Аналогично можно определить давление в любом откачиваемом объекте:

где Q — суммарный поток, откачиваемый системой насосов.

Для входных сечений насосов уравнение (9.16) можно записать в виде равенства потоков, проходящих через элемент прово-

димостью Ui и через насос с быстротой откачки S<:

равна сумме эффективных быстрот откачки всех насосов. Таким образом, систему параллельно соединенных насосов можно заменить одним насосом, подключенным к узлу и имеющим быстроту действия, определяемую по формуле (9.31).

Если все насосы одинаковы, то Sa — uSai, а для обеспечения в узле А давления рл требуется следующее число насосов:

Определим предельное давление системы в узле А при Q = 0, если система составлена из насосов с различными предельными давлениями рпР{.

В этом случае уравнение потоков (9.15) для узла А запишем в виде

Используя зависимость SHi от давления согласно (9.12), можно (9.33) преобразовать к виду

Решая (9.29) относительно pi, найдем

Быстроту откачки в узле А определяем после подстановки (9.30) в (9.28):

Из (9.31) следует, что быстрота откачки в узле А

Для каждого из насосов справедливо уравнение

из которого находим

После подстановки (9.36) в (9.34) и решения полученного выражения относительно давления рл получим выражение для предельного давления системы параллельно включенных насосов:

Максимальный газовый поток, который может быть откачан системой параллельно включенных насосов, соответствует равенству давлений рг в их выходных патрубках максимальным выпускным давлениям насосов pMi, которые зависят от конструкции насоса и указываются в каталогах. Уравнение потоков (9.15) в узле В запишем, полагая, что рг‘=рКг’-

Решая уравнение (9.38) относительно давления в узле В, получим

Эффективная быстрота откачки насоса предварительного разрежения в узле В

Величина быстроты откачки по формуле (9.40) определена с запасом, так как маловероятно, чтобы в системе с разными насосами все давления на их выходе стали одновременно равными максимальным выпускным. Уточнить можно для конкретной системы насосов при условии рг‘^рий

Система последовательно соединенных насосов (рис. 9.6, б) очень часто используется в высоковакуумных установках. Если пренебречь собственным газовыделением насосов и соединительных трубопроводов, то в стационарном режиме работы газовый поток Q во всех насосах останется неизменным и можно записать условие постоянства потока в виде

Условия (9.41) следует, что требуемые быстроты действия последовательно соединенных насосов уменьшаются пропорционально возрастанию давления:

Быстрота откачки первого насоса из (9.41)

Для описания основной характеристики насоса примем выражение (9.12). Из (9.12) и (9.43) можно найти номинальную быстроту откачки:

Уравнение потоков (9.16) для входного сечения первого насоса

Решая (9.45) относительно давления pi, получим с учетом выражения (4.8) для коэффициента использования насоса Кт

Подставляя (9.46) в (9.44), преобразуем выражение для номинальной быстроты откачки первого насоса:

Для любого другого последовательно включенного насоса аналогично (9.47) получим следующее выражение для определения номинальной быстроты откачки:

В качестве давления p’-t—i можно принимать максимальное выпускное давление предыдущего насоса.

В тех случаях, когда характеристика насоса задана графически и не описывается уравнением (9.12), совместность работы насосов можно определить графически (рис. 9.7). По графическим характеристикам насосов Shi и SH2 рассчитывают и строят их эффективные быстроты откачки: до первого.

При расчетах по формулам (9.49) и (9.50) следует иметь в виду, что проводимость U в общем случае является функцией давления.

Здесь же на рис. 9.7 построена зависимость быстроты натекания и газовыделения от давления в откачиваемом объекте: Sq~ —Q/P-

Точка пересечения кривых 5Эф i и Sq соответствует установившемуся режиму работы первого насоса. Давление в точке пересечения должно быть равно рабочему давлению первого насоса. Аналогично по пересечению кривых 5Эф 2 и Sq можно найти рабочее давление второго насоса. Если оно меньше, чем максимальное выпускное давление первого насоса, то насосы работают совместно.

Из рис. 9.7 легко определить возможность запуска системы. Условием запуска системы можно считать отсутствие двойного пересечения кривых Sq и 5Эф1 в промежутке рабочих давлений. Для Sq’ запуск системы невозможен.

В установках с переменным газовыделением и натеканием представляет интерес нахождение области совместной работы двух последовательно соединенных насосов на кривой

Нахождение области совместной работы насосов удобно делать графически (рис. 9.8). Считаем, что выполняется условие сплошности потока Qi = Q2, где Qi—производительность откачки первого насоса в вакуумной камере; Q% — производительность откачки второго насоса в сечении выхлопного патрубка первого насоса.

Значения Qi и Q2 в функции давления можно рассчитать, воспользовавшись кривыми эффективной быстроты откачки насосов 5Эф1 и 5эф2 (см. рис. 9.7), по формулам Qi—S3$ip; <22=5Эф2р.

Если при максимальной производительности предыдущего насоса последующий обеспечивает на его выхлопном патрубке дав-

где Ui — проводимость вакуумной системы от первого насоса до откачиваемого объекта; £7 2 — проводимость вакуумной системы от второго насоса

ление, меньшее, максимального выпускного давления предыдущего насоса, то они всегда работают совместно.

Давление pi, соответствующее максимальной производительности системы, находятся из уравнения (Ql) max= Q2 (Рг ) , КОТОрОе удобно решить графически, проводя на рис. 9.8 прямую, параллельную оси р (показана стрелкой), от максимума кривой Qi(p) до пересечения с кривой Qa(p). Точка пересечения с Q2(p) определяет значение р2

Если рг<Рм1 (Pmi — максимальное выпускное давление первого насоса), то обеспечена полная совместность работы насосов. При pi^Pui совместность работы насосов сохраняется только в диапазоне давлений от рраб до ртах и потоков от Qpae до Qmax. Нахождение Qmax и ртах производится обратным построением, показанным стрелками на рис. 9.8, начиная от давления рмь

Если суммарный поток превысит Qmax, то в вакуумной камере произойдет скачкообразное повышение давления может составлять несколько порядков.

Leave A Reply