Вакуумна система іонно-плазмової технологічної установки, страница 4

Рассмотрим первый участок от вакуумной камеры до турбомолекулярного насоса.

Общая проводимость участка вакуумной системы от высоковакуумного насоса производительностью л/с до откачиваемого объекта описывается зависимостью:

,                                         (3.2)

                                               

Определяются предварительные соотношения между проводимостями отдельных участков: U₁=U₂=U₄=U. Проводимость клапана QSB200P U₃=100000 л/с [2], проводимость насоса равна бесконечности. Для последовательно соединенных элементов общая проводимость определяется как:

                                                 ,                       (3.3)

и тогда:

U=6123л/с.

Длины трубопроводов L₂=17 см, L₄= 24 см.

Определяется режим течения газа по трубопроводу по предельному давлению вакуумной камеры  и диаметру входного патрубка насоса d_вх=25 см. Длина свободного пути пробега молекул газа (выраженного в см.) при температуре Т=293⁰К:

                                                               ;                                     (3.4)

                                                   

Отношение длины свободного пути пробега к  диаметру входного патрубка насоса равно:

.                                              (3.5)

Данное отношение больше, чем 1,5, что соответствует молекулярному режиму течения.

Для молекулярного режима течения определяется диаметр трубопровода следующей зависимостью:

                                                        .                              (3.6)

                                                     

.                                                          

Принимаем d₂=d₄=d_вх=20 см, тогда проводимость при входе в насос равна бесконечности.

Определяется проводимость на 4-м участке из решения уравнения с поправкой на диаметр трубопровода:

.                                                   (3.7)

                                                  

.                                                                    

                                                  

Проводимость клапана U₃=100000 л/с.

Общая приводимость системы от откачиваемого объекта до вакуумного насоса определяется из выражения:

                                              .                     (3.8)

                      

Коэффициент использования вакуумного насоса равен:

                                                     .                            (3.9)

.                                                

 - следовательно, система рассчитана правильно.

Рассчитывается распределение давления по длине трубопровода. Эффективная быстрота откачки выражается соотношением:

                                                     ,                         (3.10)

.                                      

Давление на входе первого участка определяется уравнением:

                                                      .                          (3.11)

.

Проводимость первого участка описывается выражением:

                                                  .                       (3.12)

.                                      

Эффективная быстрота откачки определяется выражением:

.                                           (3.13)

.                                          

Давление в конце первого участка выражается уравнением:

.                                             (3.14)

                                           

Давление в начале второго участка равно давлению на конце первого участка . Проводимость трубопровода равна:

                                                      ,                           (3.15)

                                       

Эффективная быстрота откачки определяется выражением:

.                                           (3.16)

.                                          

Давление в конце третьего участка определяется выражением:

.                                             (3.17)

.                                    

Определяется изменение давления на третьем участке.