Основное уравнение вакуумной техники
Основное уравнение вакуумной техники
Рассмотрим простейшую вакуумную систему, изображенную на рис. 1, которая состоит из откачиваемого объема 1, манометрических преобразователей p и р2, трубопровода 2 и откачного средства 3.
Если вакуумная система герметична (отсутствие натекания), то до начала работы насоса давление во всей вакуумной системе одинаково.
С началом работы насоса начинается перемещение газа из камеры 1 по трубопроводу 2 в насос 3, причем количество газа в вакуумной
системе непрерывно уменьшается, происходит понижение давления в вакуумной системе. Давление рн на входе в насос становится ниже, чем давление р на выходе из откачиваемой камеры 2. Таким образом, создается разность давлений р — рн, которая обусловлена наличием в системе трубопроводов, кранов и других элементов, оказывающих сопротивление прохождению потока газа. Разность р — рн принято называть дви
жущей разностью давлений.
В связи с различием в быстроте снижения давления в откачиваемом объеме и у входа в насос следует различать понятия о быстроте откачки камеры и быстроте действия насоса.
Быстротой откачки объема или эффективной быстротой откачки S0 называется объем газа, поступающий в единицу времени из сосуда в трубопровод при данном давлении р в откачиваемом объеме. По определению So = dV/dt при данном давлении р в сосуде.
Быстротой действия вакуумного насоса SH при данном впускном давлении Рн называется объем газа, поступающий в работающий насос в единицу времени при этом давлении S = dV^t.
По аналогии с S0 и Sh можно говорить, что быстрота действия от
качки вакуумной системы в любом сечении трубопровода S =
dd‘/di п₽и
давлении р1 причем dVi, — объем газа, проходящий через сечение трубопровода за промежуток времени dt и измеряемый при том же давлении
Pi.
Поскольку в вакуумной системе отсутствуют натекание и газовы-деление, то количество газа Qi протекающего в единицу времени в любом сечении трубопровода, может быть определено как произведение давления р^ в этом сечении на объем газа Si, проходящего через него в единицу времени:
Это количество газа принято называть потоком газа в данном сечении трубопровода. Обычно поток газа измеряется в следующих единицах:
Поток газа, протекающий во входном сечении вакуумного насоса, Qh называется производительностью насоса при данном впускном давлении рн.
Так как во всех сечениях трубопровода, соединяющего откачиваемый сосуд с насосом, поток газа Q, одинаков, то можно записать:
