Конспект лекций "Вакуумная техника"

Преподаватель Конев С.А.

Лекция 2

тема: “ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЫСТРОТЫ ДЕЙСТВИЯ НАСОСОВ”

Метод постоянного объёма:

Н- насос;
М- манометр.
            Предполагается, что , это справедливо для области [760,10] мм рт. ст..
Q=pS, где Q- производительность насоса.

, после разделения переменных и интегрирования, получим , P1- начальное давление в момент t1;

Если Ро0, принимая t1=0, получим:
.
Это справедливо при следующих допущениях:

МЕТОД ПОСТОЯННОГО ДАВЛЕНИЯ:
            К впускному отверстию диффузионного вакуумного насоса 1, быстрота действия которого определяется, подсоединяется испытательный колпак того же диаметра d. Манометр 2 подсоединяется к откачиваемому объёму патрубком на высоте 50-70 мм над впускным сечением диффузионного насоса. Газ впускается в испытательный колпак 3 сверху, причём распределительные экраны 4 препятствуют возникновению направленного движения газа и попаданию его непосредственно в диффузионный вакуумный насос. Расстояние между присоединённой трубкой манометра и нижними распределительными экранами должно равняться d. При открытом вентиле 6 для впуска газа игольчатый вентиль 5 устанавливается таким образом, чтобы в насос поступал определённый газовый поток.

            После этого вентиль 6 закрывается, столб масла в прокалиброванной U- образной трубке 7 начинает подниматься и определяется промежуток времени t, за который столб масла достигает высоты h2.
Обозначения:
V0- полный объём между вентилями 5 и 6 и уровнем масла в левом колене U- образной трубке в начале эксперимента. Начальные уровни масла в U- образной трубке обозначены пунктиром.
Р0- начальное давление в объёме V0 (равно атмосферному), мм рт.ст..
А1, А2- поперечные сечения обоих колен трубки;
h1, h2- расстояния обоих менисков от нулевого положения;
sж- плотность жидкости в U- образной трубке;
sHg- плотность ртути;
Р- давление, показываемое манометром 2, мм рт.ст..
            Между вентилями 5 и 6 имелось количество газа, равное:

            К моменту t уровень жидкости в левом колене повысился на h2, количество газа стало равным:

            Следовательно, диффузионный вакуумный насос откачал следующее количество газа:
,    (1)
где новый объём
 и       (2)
новое давление
      (3).
            Вместо h1 можно подставить

            Из уравнений (1)-(4) получаем:

, или .
            Предполагалось, что t=const.
            Ошибки при определении быстроты действия методом постоянного давления:

            Рекомендуется применять испытательные колпаки диаметром, превышающим диаметр диффузионного насоса в 2-3 раза.
Определение количества поступающего газа в насос
методом капилляра
D= 1.27 см, D1= 10.5 см, l= 30.5 см, D2= 5.3 см.

            Поток газа через капилляр при данной разности давлений Р1-Р2 равен:

S- быстрота действия вакуумного насоса 2, л/сек;
P1,P2- давления на концах капилляра;
L- пропускная способность капилляра, л/сек.
            Измерения производятся при давлениях, соответствующих молекулярному течению через капилляр, т.е. l>>2r и r<<l.
l- длина свободного пути молекул газа, r и l- радиус и длина капилляра.
            Пропускная способность вычисляется по формуле:

            Этим методом можно определить поток газа Q<10-6 мм рт.ст. л/сек.

{jlcomments}