Файл: Вакуумные прокатные станы..pdf

Давлений в камере. Если поток Q не очень велик, то отношение

Более точный результат получается, если найти давления Р\ и Р\ в камере, соответствующие давлениям на впуске в насос Рг и Р%. В этом случае весь интервал опять разбивается на ряд небольших участков, для которых находится среднее значение SH,

р'

но под знаком логарифма берется отношение ——, найденное

р і

по формуле

р" р

Изложенное справедливо только для высоковакуумных насо­ сов при молекулярном режиме течения газов по трубопроводам. Для механических насосов этот метод не приемлем, так как про­ водимость трубопроводов при молекулярно-вязкостном, а также вязкостном режимах зависит от среднего давления в них и скобку

^-^—(- -jj-^j нельзя выносить за знак интеграла.

Молекулярно-вязкостный и вязкостный режимы течения газов по трубопроводам имеют место не все время работы механи­ ческих насосов, а только при установившемся режиме. Смена режимов осложняет расчеты и делает их громоздкими, так как необходимо определять время откачки в пределах каждого ре­ жима.

Для упрощения принимается, что вязкостный режим распро­ страняется на весь интервал от молекулярно-вязкостного до тур­ булентного включительно. В этом случае для расчета необхо­ димо определить границу перехода вязкостного режима в мо­ лекулярно-вязкостный для данного трубопровода и затем найти

среднее давление в данном трубопроводе в переходный момент. Проводимость трубопровода

и- 9.

где Р2 — P-L — разность давлений на концах трубопровода.

39

Отсюда

Рр Чі

Проводимость 'U в переходный момент можно определить по формуле (30). Таким образом, имеется система уравнений с двумя неизвестными, решив которую можно определить критическое давление Рг:

ного времени откачки системы механическим насосом от атмос­ ферного до рабочего давления в камере необходимо сложить время откачки системы в обоих интервалах t = tx + t2.

Расчет времени откачки с учетом газопоступлений. В преды­ дущем расчете при определении времени откачки вакуумной системы учитывался только ее объем V. Однако в систему по­ ступают все новые порции газа (натекание, десорбция, газовы­ деления), откачка которых составляет (особенно вначале) глав­ ную работу диффузионных насосов. Поэтому их необходимо, по возможности, учитывать. Время откачки с учетом газо­ поступлений определяется из общей зависимости [69]:

газопоступлений она учитывает. Для определения времени откачки

dql

с учетом натекания необходимо найти вид функции -jf-, где qi — количество газа, поступающего в камеру вследствие нате-

40

кания. Для этого потребуется знать формулу канала, по которому воздух проникает внутрь камеры, и, кроме того, число щелей.

Ответ на эти вопросы чрезвычайно затруднителен. Именно поэтому при расчете общего количества газопоступлений величина натекания была принята ориентировочно. Для определения вре-

dq\

менн откачки с учетом натекания вместо - ^ - подставляют

dql

заданное значение —^- = а. При определении времени откачки

с учетом десорбции можно пользоваться предыдущей формулой,

dq2

но величина —^- непостоянная, зависящая в основном от времени

нияв хмалойможностепенсчитатьот, чтодавления—г—негаззависив ткамереот давления. При внизкихкамередавлеіоУ J-

dt

dq2

Зависимость —^- от времени — экспоненциальная, т. е.

- ß <

•ж = а е '

где а и ß — коэффициенты, зависящие от размеров деталей и их температуры. В случае определения времени откачки с учетом

десорбции необходимо найти вид функции -^- = ае-»1, т. е.

коэффициенты а и ß. Допустим, что значение десорбции для дан­ ного материала и температуры через время t = 3600 сек равно а, тогда справедливо уравнение

а = а < Г 3 6 0 0 р .

Если через время t = 5 ч = 18 ООО сек значение десорбции равно Ь, то

„—18 000ß

= ае

Решив систему уравнений а — ае —збоов,

Ь = ае- 1 8 000ß

получим значения коэффициентов а и ß. Значения а я b находятся из опытных данных, взятых для данной температуры и материала соответственно через 1 ч и через 5 ч. Окончательно время t с уче­ том десорбции можно определить, решив уравнение

41

Время, рассчитанное таким способом, будет, конечно, макси­ мальным.

Пример 5: Рассчитать время откачки системы, имеющей объем V — 2500 л, насосом Н-8Т от давления 5-10~4 мм рт. ст. до давления 3 - Ю - 5 мм рт. ст., соединенным с системой трубопро­

Для каждого интервала необходимо найти среднее значение SH и время откачки. Сумма времени откачки для этих интервалов дает продолжительность откачки t для участка бв.

42

Разбивка участка на интервалы приведена в табл. 9. Интервал 1

ченные для получения низких давлений, могут работать в раз­

ванадий, обладающих низкими значениями упругости диссоциации окислов, необходимо проводить в вакууме Ю - 4 — Ю - 6 мм рт. ст.

Применение более высокого вакуума ( Ю - 7 — Ю - 9 мм рт. ст.) не представляется целесообразным, так как при плавке, спекании

43