Определение параметров и рабочих характеристик вакуумной установки для очистки поверхности лопаток потоком ионов, создаваемых плазменно-ионным ускорителем

Инв. №_______

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского

“Харьковский авиационный институт”

Кафедра 402

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе по курсу: Вакуумная и криогенная техника

ХАИ.450.11.ВКТ.04.ПЗ.00

Выполнил:

студент гр. 450                                                      Исаков А. В.

Консультант: к. т. н., доц. каф. 402                                            Гайдуков В. Ф.

Нормоконтроль: доц. каф. 402                                                         Шепетов Ю. А.

Харьков 2011

Реферат

Курсовой проект: 34 страниц, 6 рисунков, 3 таблицы.

Целью курсовой работы является определение параметров и рабочих характеристик вакуумной установки для очистки поверхности лопаток потоком ионов, создаваемых плазменно-ионным ускорителем.

В ходе работы была разработана схема и спроектирована вакуумная установка, определены ее геометрические размеры, выбраны вакуумные насосы (форвакуумный и высоковакуумный) в соответствии с рассчитанными характеристиками рабочих процессов, происходящих при проведения очистки поверхности лопаток потоком ионов, создаваемых плазменно-ионным ускорителем..

Вакуумная камера имеет форму цилиндра с отношением длины к диаметру . Для выбора насоса был рассчитан газовый поток, поступающий в вакуумную камеру. Также была рассчитана проводимость элементов вакуумной системы.

ВАКУУМ, ГАЗОНАТЕКАНИЕ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН, ВАКУУМНАЯ СИСТЕМА, ФОР-ВАКУУМНЫЙ НАСОС, ВЫСОКОВАКУУМНЫЙ НАСОС, КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, МОЛЕКУЛЯРНО-ВЯЗКОСТНЫЙ РЕЖИМ.

Содержание

Реферат.. 2

Содержание.. 3

Перечень условных обозначений и сокращений.. 4

Введение.. 5

1. Техническое задание.. 6

2. Проектирование и расчет вакуумной камеры... 7

2.1. Выбор геометрических параметров вакуумной камеры.. 7

2.2. Определение суммарного газонатекания. 8

3. Выбор насосов.. 12

3.1. Выбор высоковакуумного насоса. 12

3.2. Выбор форвакуумного насоса. 13

4. Определение конструктивных размеров элементов вакуумной системы... 14

4.1. Расчет первого участка вакуумной системы.. 14

4.2. Расчет второго участка вакуумной системы.. 18

4.3. Расчет третьего участка вакуумной системы.. 25

5. Расчет времени неустановившегося режима работы вакуумной установки.. 31

Выводы... 32

Список используемой литературы... 33

Перечень документации.. 34

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 35

Перечень условных обозначений и сокращений

D_вк – диаметр вакуумной камеры, м;

d_i – диаметры трубопроводов, м;

F_внутр – площадь внутренней поверхности вакуумной камеры, м²;

l – длина трубопровода, м;

l_вк – высота вакуумной камеры, м;

Р_раб – рабочее давление, торр;

Р_пр – предельное давление, торр;

Q_i – газонатекание, газовыделение различных материалов, ;

q – удельное газонатекание ;

S_эфф – быстрота откачки насоса, ;

Т – температура, К;

U_i – проводимость трубопровода, отверстия, элементов системы .

V_внеш – внешний объем вакуумной камеры, м³;

V_внутр – внутренний объем вакуумной камеры, м³;

V_ст – объем стенок вакуумной камеры, м³;

ВК – вакуумная камера;

К_и – коэффициент использования насоса;

ПИУ – плазменный ионный ускоритель.

Введение

В технике понятие вакуум определяется как состояние газа, при котором его давление ниже атмосферного. В процессе изучения вакуума появилось множество теорий, которые отображены в вакуумной технике. Вакуумная техника нашла широкое применение в промышленности и научных исследованиях. В электронной технике вакуум является непременным условием функционирования электровакуумных приборов. В металлургии плавка и переплав металлов в вакууме освобождает их от растворенных газов, благодаря чему они приобретают новые физико-механические свойства. В машиностроении вакуум применяется для электронно-лучевой сварки и нанесения покрытий.

Вакуумная система – совокупность устройств для создания вакуума (вакуумные насосы), откачиваемых объемов, в которых создается вакуум (вакуумная камера), а также вакуумных трубопроводов, снабженных арматурой (затворы, вентили, клапаны), которая позволяет соединять и разобщать элементы вакуумной системы, а также регулировать поток газа в ней.

Основная часть вакуумной системы – вакуумная камера, предназначенная для создания определенных условий для проведения технологической очистки потоком ионов, создаваемых ПИУ, поверхности лопаток или других процессов в вакууме, а также изоляции технологических процессов или устройств от контакта с окружающей средой.

1. Техническое задание

Спроектировать вакуумную установку для очистки поверхности лопаток потоками ионов, создаваемых ПИУ.

Исходные данные:

·  Предельное давление – Р_пр = 1,33·10^-3 Па = 10^-5 торр;

·  Рабочее давление – Р_раб = 1,33·10^-2 Па = 10^-4 торр;

2. Проектирование и расчет вакуумной камеры

2.1. Выбор геометрических параметров вакуумной камеры