Вакуум. Степени вакуума. Изменение режимов течения газа и проводимости трубопровода при откачке. Процессы изменения состояния газа в вакуумной системе. Основное уравнение вакуумной техники.

Вакуум – давление ниже атмосферного. Состояние газа, при котором его плотность ниже, чем при нормальных условиях.

Вакуум характеризуется длиной свободного пути (свободного пробега) молекул газа без столкновений.

N – малекулярная концентрация газа

-эффективный диаметр малекул

с – сонстанта газа

(1+с\Т) – уменьшение эффективного диаметра малекул с повышением темпеатуры

Т – температура

Режимы течения газа изменяются в связи с изм Р и количеством газа проходящего через трубы. В спмом начале откачки большое давление и большые скорости перемещения газа. В нём возникают разрывы и завехрения – турбулентный режим.

Когда давление ещё высоко но нет завихрений движение становится упорядоченным или ламинарным.

При понижении давления инарционные силы ослабевают обьёем течения падает, большое влияние оказыает вязкость газа. Это переход в инарционно-вязкостный режим, а потом в вязкостный режим течения.

d– характеный размер (у трубопровода это диаметр

Состояние разаряженого газа при носит название низкого вакуума.

-критерий Кнутцена ( 0,005)

Если - средний вакуум 0,005<K<1.5

Если - высокий вакуум.

Здесь газ нельзя рассматривать как сплошную среду. Малекулы могут с одинаковой вероятностью двигаться в сторону насоса так и в сторону откачиваемого объёма.

По скольку размеры вакуумных систем лежат в определённых приделах вакуум традиционно измеряют остаточным давлением.

Низкий: Р= 760.. 1*10-2 мм.рт.ст =6*10-8…5*10-3

Средний Р= 1*10-2…1*10-4 =5*10-3..5*10-1

Высокий Р=1*10-4…1*10-7 = >500 м

Уравнение можно объединить в одно уравнение связывающее быстроту откачки объекта с быстротой действия насоса и пропускной способностью трубопровода U.

Вычитая из первого второе получим

откуда

или - основное уравнение вакуумной техники.

Поскольку уравнением связываются параметры вкуумной системы: быстротаоткачки объёма, быстрота действия насоса и пропускная способность трубопровода то его называют основное уравнение вакуумной техники.

Оно позволяет правильно ориентироваться при построении вакуумных систем.

141. Типовая схема вакуумной системы. Основные требования к вакуумным системам. Общие принципы расчета вакуумных систем.

. Типовая схема вакуумной системы. Основные требования к вакуумным системам. Общие принцыпы расчёта вакуумных систем. (расчёт в книге стр. 326)

Первым основным условием, которому должна удовле­творять каждая вакуумная система, является возможность получения требуемого вакуума в откачиваемом объекте. Этому требованию вакуумная система, включая и откачиваемый объект, может удовлетворять в том случае, если выдержана достаточная степень газонепроницаемости (герметичности), если непроисходит постоянного выделения га­зов или паров внутри вакуумной системы и если, наконец, применен насос с достаточно низким предельным давле­нием

Вторым основным условием является возможность получения требуемой быстроты откачки объекта.

В гл. 9 указаны методы определения пропускной спо­собности трубопровода и быстроты откачки объекта, а так­же некоторые вопросы расчета вакуумных систем. Здесь же отметим, что второму условию вакуумная система сможет удовлетворить, если сопротивление трубопровода (включая и откачную трубку объекта) сведено к минимуму и если насос обладает достаточно большой быстротой действия.

Удовлетворяя этим двум требованиям, вакуумная систе­ма должна одновременно быть удобной в работе и зани­мать, по возможности, меньшее место. С точки зрения удовлетворения всем этим требованиям I и надо оценивать материалы для вакуумных систем и их сочленений, а также конструировать и размещать основные и вспомогательные элементы вакуумной системы (откачиваемый объект, трубопровод, насосы, манометры, ловушки, краны и т. п.).