Пример расчета длительности откачки рабочей камеры технологической установки
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И УСЛОВИЯ
Размеры откачиваемой камеры и вакуумной магистрали предварительного разрежения указаны на рис.2.1, а на рис.2.2 приведена зависимость быстроты действия от впускного давления для установленного механического вакуумного насоса.
Начальное давление Рнач = 1,01105 Па, конечное давление после вакуумирования Ркон = 5,32 Па. Предварительная откачка рабочей камеры осуществляется механическим вакуумным насосом.
Быстрота действия высоковакуумного насоса составляет Sн 1,610-3 м3/с. Суммарное газовыделение со стенок вакуумной системы составляет
Q'газ = 2,4310– 4 м3Па/с и постоянно по времени. Предельное остаточное давление механического вакуумного насоса Рпред = 3,06 Па (паспортные данные).
Проводимость электромагнитного клапана ДУ32 длиной = 120мм:
• при вязкостном режиме течения – Uвкл = 9,710–2 м3/с;
• при молекулярном режиме течения – Uмкл = 9,210–3 м3/с.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА
1.Определяются границы режимов течения газа в трубопроводе предварительного разрежения.
а) Граница между вязкостным и молекулярно-вязкостным режимами
б) Граница между молекулярно-вязкостным и молекулярными режимами
2. Рассчитывается длительность откачки в диапазоне давлений от атмосферного до 41,6 Па, в котором быстрота действия механического вакуумного насоса постоянна и равна Sн 5,8 л/с (см. рис.2.2):
(2.1)
где S0 – эффективная быстрота откачки, м3/с;
V – суммарный объем рабочей камеры 1, соединительного патрубка 3 и затвора высоковакуумного насоса, м3.
Поскольку V = Vр.кам. + Vпатр. + Vзатв. = 
(3702555 + 2602200 + 3202320)10-9 = 9610-3м3.
В (2.1) S0 = Sн, а Q' = 0 (так как газовыделение в этой области давлений можно не учитывать).
Если принять показатель политропы n =1,2 тогда из (2.1) следует, что время откачки до давления Рв-мв = 41,6 Па будет
3. Рассчитывается длительность откачки в диапазоне давлений от 41,6 до 5,32 Па. При этом рассматриваемый диапазон разбивается на следующие участки:
1-ый – от 41,6 до 20 Па;
2-ой – от 20 до 10 Па,
3-ий – от 10 до 5,32 Па.
3.1. В диапазоне давлений от 41,6 до 20 Па, то есть при среднем по времени давлении
проводимость трубопровода для расч = 104 +1,333,22 = 1,125м и молекулярно-вязкостном режиме течения будет
а проводимость электромагнитного клапана в этом режиме течения составит
При этом проводимость всей магистрали при среднем по времени давлении 30,8 Па будет
,
или 
= 2,6710-2 м3/с.
Быстрота действия насоса при этом среднем давлении определяется из рис.2.2 и составляет Sн 510-3 м3/с. Тогда эффективная быстрота откачки равна
.
Рассчитывается длительность откачки в диапазоне давлений от 41,6 Па до 20 Па по формуле
, (2.2)
где принимается Q' =0.
Из (2.2) следует
3.2. В диапазоне давлений от 20 до 10 Па, то есть при среднем по времени давлении
проводимость трубопровода при расч = 1,125м в молекулярно-вязкостном режиме течения будет
а электромагнитного клапана
При этом проводимость всей магистрали при среднем по времени давлении 15 Па будет
,
или = 1,3910-2 м3/с.
Быстрота действия насоса при этом среднем давлении определяется из рис.2.2 и составляет Sн 4,510-3 м3/с. Тогда эффективная быстрота откачки равна
.
Время откачки на этом участке рассчитывается по формуле (2.2) при Q' =0 и составляет
3.3. В диапазоне давлений от 10 до 5,32 Па, то есть при среднем по времени давлении
проводимость трубопровода в молекулярном режиме течения будет
а проводимость электромагнитного клапана в этом режиме течения
Проводимость всей магистрали при среднем по времени давлении 7,66 Па будет
,
или = 8,2810-3 м3/с.
Быстрота действия высоковакуумного насоса составляет Sн 1,610-3 м3/с. Тогда в этом случае эффективная быстрота откачки равна
.
При расчете времени откачки на этом участке следует учитывать предельное остаточное давление, достигаемое в вакуумной системе
Время откачки на этом участке рассчитывается по формуле (2.2) и составляет
3.4. Суммарная длительность откачки рабочей камеры технологической установки от атмосферного давления до Р = 5,32 Па равна
