Вакуумные системы и установки
Основы процесса откачки
Вакуумная техника охватывает очень широкий диапазон давлений - от атмосферного (105 Па) до ~10-11 Па. На диаграмме показаны области давлений, в которых наиболее рационально применяются насосы различных типов, поскольку насосом одного типа получить нужный вакуум невозможно. Пунктиром указаны давления, достигаемые при соблюдении специальных условий.
Выбор насоса дня откачки объектов различного объема должен проводиться с учетом его быстроты действия.
Время откачки объекта от давления р1 до давления р2 определяется формулой
t = 2.3(V/Sэ)lg(p1/p2)
где V - объем откачиваемого объекта; SЭ - эффективная скорость откачки объема.
Время уменьшения давления в 2,7 раза
t0=V/ SЭ
Это время называется постоянной времени процесса откачки. При давлениях < 10 Па время откачки объекта значительно превосходит рассчитанное и определяется газоотделением. Время откачки объекта от атмосферного давления до 100 Па с учетом снижения быстроты откачки при снижении давления приближенно определяется по формуле
t=8(V/ SН)
где SН - быстрота действия насоса.
Основные параметры вакуумных насосов следующие.
Начальным давлением насоса называется такое давление, с которого он начинает нормально работать.
Из приведенной диаграммы видно, что только механические вращательные насосы начинают работать с атмосферного давления, большинство же насосов имеет начальное давление значительно ниже атмосферного, и для обеспечения их работы требуется насос предварительного разрежения.
Наибольшим выпускным давлением называется такое давление у выпускного отверстия насоса, при повышении которого насос прекращает нормальную работу вследствие прорыва газа с выпускной стороны.
Диапазоны давлений применения вакуумных насосов различных типов
Наибольшим давлением запуска называется такое давление у впускного отверстия насоса, при котором насос может начать работу.
Предельным давлением (предельным вакуумом) называется впускное давление насоса, достигаемое после достаточно длительной откачки вакуумной системы, не имеющей ни натеканий, ни газовыделений.
Быстротой действия насоса при данном впускном давлении называется объем газа, поступающий в работающий насос в единицу времени.
Быстрота действия насоса SН определяется формулой SН=Q/p, где Q - количество газа, удаляемого насосом в единицу времени; р - давление газа во впускном патрубке насоса.
Быстрота действия насоса измеряется объемом, отнесенным ко времени (л/с, м3/с).
Быстротой откачки объекта называется объем газа, поступающий в единицу времени из объекта в вакуумпровод при данном давлении в откачиваемом объекте.