Литература: [1, гл. 2]; [4, гл. 6]; [7, §12]
При изучении данного раздела необходимо обратить внимание на механизм конденсации смесей различных газов. Сравнить изотермы адсорбции водорода на традиционных адсорбентах с изотермами адсорбции на слоях отвердевших газов. Изучить конструкции сорбционно-конденсаци-онных насосов. Отметить, какие газы и пары наиболее применимы в качестве адсорбента.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. В чем отличие связывания неконденсирующихся газов путем адсорбции и криозахвата?
2. Какие требования предъявляются к газу-адсорбенту?
3. Какой газ-адсорбент наиболее предпочтителен при откачке водорода?
4. Привести возможные конструкции сорбционно-конденсационных вакуумных насосов.
Литература: [1, гл. 3]; [2, пп. 13.4]; [3, пп. 16.5]; [4, гл. 3]; [7, гл. 4].
При изучении данного раздела необходимо обратить внимание на режим течения газа к криопанели (молекулярный или вязкостный). Исходя из этого, может быть определена теоретическая скорость откачки – это объем поступающей к криопанели в единицу времени. Далее требуется уяснить понятия: коэффициентов прилипания и захвата. Изучить влияние геометрических факторов криопанели и теплового экрана на быстроту действия крионасоса. Рассмотреть конструктивные схемы крионасосов. Разобраться каким образом обеспечивается термостатирование криопанели и тепловых экранов.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. В чем отличие молекулярного режима течения газа от вязкостного?
2. Дать определение коэффициента прилипания и коэффициента захвата.
3. Какая температура криопанели достаточна, чтобы получить вакуум р = 10–3 Па при откачке СО2, азота, водорода, паров воды?
4. Каково назначение тепловых экранов?
5. Какие требования предъявляются к проницаемому тепловому экрану, устанавливаемому на пути откачиваемого газа к криопанели?
6. Какие есть пути повышения коэффициента захвата криопанели?
Цель работы
Рассчитать криоконденсационный вакуумный насос заливного типа:
– определить быстроту действия насоса;
– определить периодичность дозаправки криоагентами криопанели (конденсатора) и ванны теплового экрана.
Исходные данные:
– схема насоса такая, как дана на рис. 5.1 [1];
– криоагенты – жидкий гелий и жидкий азот;
– размеры и материал насоса такие же, как на рис. 5.1 [1], кроме диа-метров Д1, Д2, Д3, Д4, которые взять из таблицы по последней цифре шифра зачетной книжки студента;
– давление в откачиваемом объекте считать постоянным и взять из таблицы по предпоследней цифре шифра.
|
Последняя цифра шифра |
Д1, м |
Д2, м |
Д3, м |
Д4, м |
Предпоследняя цифра шифра |
Давление р, Па |
|
1, 3 |
0,200 |
0,220 |
0,260 |
0,300 |
1, 6 |
1·10–2 |
|
5, 7 |
0,300 |
0,320 |
0,360 |
0,400 |
2, 7 |
5 ·10–3 |
|
9, 0 |
0,400 |
0,420 |
0,460 |
0,500 |
3, 8 |
1·10–3 |
|
2, 4 |
0,600 |
0,620 |
0,660 |
0,700 |
4, 9 |
5·10–4 |
|
6, 8 |
0,700 |
0,740 |
0,780 |
0,920 |
5, 0 |
1·10–4 |
Пример расчета подобного насоса дан в гл. 5 учебника [1]. Расчет проводить по следующей схеме.
1. Определить площадь экрана шевронного типа, расположенного перед конденсатором Аэ', м2.
2. Из рис. 4.2 [1] взять пропускную способность экрана для молекул откачиваемого газа χ и коэффициент пропускания теплового излучения η.
3. Определить быстроту действия крионасоса S, м3/с.
4. Определить тепловую нагрузку на конденсатор:
– от конденсации откачиваемого газа Qк, Вт;
– от собственного излучения шевронного экрана Q'л, Вт;
– от проникающего через шеврон теплового излучения Qпр, Вт;
– от теплового излучения непроницаемого экрана Q"л, Вт;
– от теплового потока остаточным газом (по уравнению 7 .3 [3]) Qг, Вт;
– по горловине сосуда Qф, Вт.
Степени черноты и теплопроводность материала элементов насоса брать из табл. 4.67 [3] и табл. 4.105 [3] в зависимости от материала и температуры.
5. Определить суммарную тепловую нагрузку на конденсатор ∑Qк, Вт;
6. Определить скорость испарения жидкого гелия в конденсаторе gНе, кг/с (л/ч).
7. Определить гидравлическую вместимость сосуда конденсатора с учетом степени заполнения 0,8÷0,9 и продолжительность работы насоса без дозаправки жидким гелием τ, ч.
8. По аналогичной методике определить суммарную тепловую нагрузку на тепловые экраны, охлаждаемые жидким азотом и рассчитать продолжительность работы экрана без дозаправки жидким азотом.
9. В объем работы входит также изображение схемы рассчитываемого насоса с указанием всех заданных и принятых размеров.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение... 3
Методические указания по изучению курса... 3
Список литературы..... 4
1. Принцип действия и классификация криогенных средств откачки... 4
2. Криогенные адсорбционные насосы..... 5
3. Сорбционно-конденсационные вакуумные насосы..... 6
4. Криогенные конденсационные вакуумные насосы..... 6
5. Задание по контрольной работе... 7
Методические указания к контрольной работе... 8
Владислав Иванович Иванов
КРИОВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ
Методические указания и контрольная работа для студентов специальности 070200 специализации 070201 факультета заочного обучения и экстерната
Редактор Е.С. Лаврентьева
Корректор Н.И. Михайлова
_________________________________________________________________________
ЛР № 020414 от 12.02.97
Подписано в печать 27.12.2001. Формат 60´84 1/16. Бум. писчая
Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,75. Печ. л. 0,75. Уч.-изд. л. 0,5
Тираж 50 экз. Заказ № C 75
________________________________________________________________________
СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
ИПЦ СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.