Проверочный расчет вакуумной системы
Задачей проверочного расчета в стационарном режиме работы вакуумной системы является:
- определение распределения давления по элементам системы – от сверхвысоковакуумного насоса к камере, от высоковакуумного насоса к камере и от форвакуумного насоса к высоковакуумному насосу;
- графическая проверка правильности выбора насосов и определение области совместной работы вакуумных насосов.
Расчет распределения давления по вакуумным участкам
Сверхвысоковакуумная система.
Расчет для центрального магниторазрядного насоса.
Давление во входном сечении насоса (с учетом того, что поток газа разделяется на 3 насоса):
Повышение давления на последующих элементах i-го участка можно определить по потоку газа Q и проводимости k-го элемента Uki:
Поэтому
каждый последующее значение давления
будет больше предыдущего на
.
График распределения давления примет следующий вид (рисунок 4.1):
Рисунок 4.1 – Распределение давления на сверхвысоковакуумном участке
(центрального насоса)
Расчет для боковых магниторазрядных насосов.
Давление во входном сечении насоса останется неизменным, что нельзя сказать про другие давления.
График распределения давления примет следующий вид (рисунок 4.2):
Рисунок 4.2 – Распределение давления на сверхвысоковакуумном участке
(боковых насосов)
Высоковакуумная система.
Давление во входном сечении насоса:
Повышение давления на последующих элементах i-го участка можно определить по потоку газа Q и проводимости k-го элемента Uki:
Поэтому каждый последующее значение давления будет больше предыдущего на . Так как значение давления высоковакуумного насоса с ловушкой нам не известно, возьмем его больше на порядок от предельного остаточного давления.
График распределения давления примет следующий вид (рисунок 4.3):
Рисунок 4.3 – Распределение давления на высоковакуумном участке
Низковакуумная система.
Давление во входном сечении насоса:
Повышение давления на последующих элементах i-го участка можно определить по потоку газа Q и проводимости k-го элемента Uki:
Поэтому каждый последующее значение давления будет больше предыдущего на .
График распределения давления примет следующий вид (рисунок 4.4):
Рисунок 4.4 – Распределение давления на низковакуумном участке
Графическая проверка выбора вакуумных насосов позволяет определить их рабочие давления. По графическим характеристикам насосов строятся их эффективные быстроты откачки.
Для сверхвысоковакуумных насосов:
Центральный:
боковые:
Для высоковакуумного насоса:
Для низковакуумного насоса:
Быстрота натеканий:
Через эти две точки можно провести прямую SQ.
Проверка возможности запуска установки осуществляется графически по рисунку 4.5. Запуск установки возможен, если при всех давлениях выше рабочего в откачиваемом объекте быстрота натекания меньше, чем эффективная быстрота откачки насосов. Данное условие выполняется при всех давлениях выше рабочего в откачиваемом объекте.
1 – насос магниторазрядный; 2 – насос высоковакуумный; 3 – насос форвакуумный; 1’ – эффективная быстрота действия центрального магниторазрядного насоса; 1’’ – эффективная быстрота действия бокового магниторазрядного насоса; 2’ - эффективная быстрота действия высоковакуумного насоса; 3’ - эффективная быстрота действия низковакуумного насоса;
Sq – быстрота натеканий.
Рисунок 4.5. – Графики зависимости быстроты действия насосов от давления