Выбор коэффициента использования насоса при стационарном режиме
Для любой вакуумной установки можно определить оптимальное значение коэффициента использования насоса из экономических соображений. При этом необходимо учитывать, что при увеличении коэффициента использования насоса уменьшаются затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией вакуумных насосов, но увеличиваются расходы на изготовление трубопроводов и арматуры.
Себестоимость откачки камеры с быстротой 1 м3/с в течение 1 ч Груб• ч-1/(м3 • с~‘) 1
Стоимость вакуумных насосов зависит от их принципа действия и быстроты откачки. Из современных вакуумных насосов наибольшую стоимость имеют турбомолекулярные, наименьшую —
пароструйные. Затраты на единицу быстроты откачки для различных насосов могут отличаться в 102 раз. Насосы, имеющие высокую стоимость, обеспечивают остаточную газовую среду, свободную от загрязнения парами рабочих жидкостей, и используются в тех случаях, когда применение’ дешевых насосов не обеспечивает качество выпускаемых изделий или не обеспечивает условия проведения экспериментов.
Эксплуатационные расходы вакуумных насосов состоят из затрат на энергоносители, материалы, зарплату постоянному обслуживающему персоналу, профилактические осмотры и ремонт, вызванный отказами оборудования.
Нормативный срок амортизационных отчислений t0 можно принять равным 10 годам, что при коэффициенте использования рабочего времени 0,85 и трехсменной работе соответствует 53 520 ч.
Стоимость и эксплуатационные затраты могут быть подсчитаны с помощью коэффициентов Ci…..С4 и Кл…..Л4, приведенных в табл. 9.4 и 9.5.
Дифференцируя (9.55) по /(и и приравнивая полученное выражение нулю, получим условие экстремума:
Из уравнения (9.56) можно найти оптимальное значение коэффициента использования Ки, соответствующего минимальной себестоимости откачки.
Рассмотрим упрощенный случай, когда Т(1 = К2 = Кз=К4, при этом для определения Ди можно получить уравнение
Коэффициент Ав представляет собой отношение затрат на приобретение и эксплуатацию арматуры к затратам на приобретение и эксплуатацию насосов. При Л5 = 1 следует очевидное значение для коэффициента Ки=0,5.
Таблица 9.6
Средние значения коэффициентов использования насосов в различных типах вакуумных машин и установок
| Типы установок | Значения коэффициентов | |
| Ли, | Ля2 | |
| Автоматы откачки электровакуумных приборов | 0,05 …0,001 | 0,1 …0,2 |
| Откачные посты для откачки электровакуумных приборов | 0,1 …0,2 | 0,8 …0,9 |
| Установки камерной откачки электровакуумных приборов | 0,8… 0,9 | 0,8… 0,9 |
| Напылительные установки | 0,5… 0,6 | 0,7 …0,8 |
| Установки:
для термовакуумной обработки |
0,5… 0,7 | 0,7… 0,9 |
| электронно-лучевой сварки | 0,3… 0,5 | 0,5 …0,8 |
| имитации космического, пространства | 0,5 …1,0 | 0,5… 0,9 |
Учитывая, что Ки всегда меньше единицы, найдем решение уравнения (9.57) в виде
Для наглядности зависимость (9.58) представлена на рис. 9.14.
В тех случаях, когда из-за отсутствия стоимостных коэффициентов приведенная выше методика определения оптимальных коэффициентов использования неприменима, их выбор в стационарном режиме работы для высоковакуумных (/Qi) и низковакуумных (Кн2) насосов можно делать по аналогии с существующими системами (табл. 9.6).