Введення
У цій роботі проводилося проектування вакуумної системи для електронно-променевого установки Sciaky BE - 691.
Вакуум (від лат. - пустота) називають стан газу або пари при тиску нижче атмосферного. Одиницею виміру тиску в системі СІ є 1 Па=1 Н/м 2, а найбільш поширеною позасистемної одиницею тиску - 1 мм. рт. ст. Між ними і величиною атмосферного тиску існує наступна зв'язок:
мм. рт. ст. =1.33? 10 лютого Па, і 1 атм. =760 мм. рт. ст. =1.01? 10 травня Па
Вакуумна система є невід'ємною частиною установки для зварювання у вакуумі. Метою розрахунку вакуумних систем є вибір засобів відкачування (насосів попереднього і остаточного розрідження), вимірювальної апаратури, визначення часу попереднього розрідження і часу досягнення робочого вакууму.
вакуумний насос трубопровід
Частина I. Вакуумна система для зварювальної камери
Розрахунок вакуумної системи
Вибір і опис схеми вакуумної системи
Схема вакуумної системи включає в себе послідовно: 1-форвакуумний пластинчато-роторний насос; 2- двороторний (Рудса) насос; 4-прохідний клапан; 12-зварювальний камера; 7- клапан-натекатель для напуску.
Розміри вакуумної камери: 600 мм - довжина, 600 мм - висота, 600 мм - ширина.
Робочий вакуум у камері: 13 Па (1 * 10 - 1 мм.рт.ст).
Сумарне газовиділення і натікання Q=1 · 10 - 1 м 3 · Па/с.
Визначення швидкості відкачки
Швидкістю відкачування об'єкта або ефективної прудкістю відкачування насоса називається обсяг газу, що надходить в одиницю часу з відкачуваного об'єкта в трубопровід через розтин при тиску р.
Якщо вважати, що газовиділення постійно в часі, то можна визначити необхідну ефективну швидкість відкачки:
Робочий тиск в камері:
Р 1=13 Па;
м3/с. (7.5 л/с)
Коефіцієнт використання основного насоса До и1=0.78
Знайдемо номінальну швидкість дії основного насоса S Н1:
;
де Ppr1-граничний тиск для двохроторннім насосів
м3/с. (9.649 л/с)
Виходячи з отриманих даних проводиться підбір насосів.
Вибір насосів і визначення конструктивних параметрів трубопроводів
Вибір основного насоса
При виборі вакуумних насосів для сталого режиму повинно виконуватися дві умови:
) швидкість дії насоса Sн повинна бути більше розрахункового значення;
) граничний тиск рпр насоса повинно бути менше, ніж необхідний робочий тиск в обсязі р, тобто Pпр lt; Kи? p.
Граничний тиск - це мінімальний тиск, яке встановлюється в процесі тривалої відкачування. Граничний тиск в робочому об'ємі р буде завжди вище, ніж на вході насоса рпр і це пов'язано з обмеженою провідністю трубопроводу, тобто
Нам підходить високовакуумний двороторний (Рудса) насос з номінальною швидкістю відкачування більше розрахункової НВД - 200, основні характеристики якого наведені в таблиці
Таблиця 1
ПараметрЗначеніеБистрота відкачування повітря, м3/с (л/с) 0.05 (50) Граничне залишковий тиск, Па1.3? 10-1Наібольшее тиск запуску, Па133Условний прохід входу, мм63Вихода, мм40Требуемая швидкість дії форвакуумного насоса, м3/с (л/с) 0.005 (5) Габаритні розміри, мм890х372х300
Вибір форвакуумного насоса
Необхідна швидкість дії м3/с. За рекомендацією виробника вибираємо вакуумний пластинчато-роторний 2НВР - 60Д, характеристики якого наведені в таблиці
Таблиця 2
ПараметриЗначеніеБистрота дії м3/с (л/с) 0.0176 (17.6) Граничне залишковий тиск, ПА1 * 10-2Діаметр вхідного патрубка, мм70Габарітние размери831х373х212
Коефіцієнт використання для другого насоса До і2=0.8
З конструкторських міркувань, діаметр використовуваного трубопроводу приймаємо 0.63м (63мм).
Визначення провідності трубопроводів
У першу чергу необхідно знати режим течії, для чого використовуються критерії Кнудсена:
Для повітря при Т=293К -
Р * D lt; 0.02 Па * м - молекулярний режим
. 02 lt; Р * D lt; 1.33 - молекулярно-вязкостний
P * D gt; 1.33 Па * м - вязкостний (ламінарний)
Де Р - середній тиск в...
