Режимы течения газов по трубопроводам
Во время откачки вакуумной системы давление газа в ней обычно уменьшается, и одновременно с этим меняются режимы течения газа в трубопроводах. В вакуумной технике различают три режима течения газов по трубопроводам — вязкостный, молекулярный, молекулярновязкостный.
Вязкостный режим течения наблюдается в низком вакууме, когда длина свободного пробега молекул газа А много меньше диаметра трубопровода d (А < d). В этих условиях число столкновений между молекулами намного превышает число ударов о стенки. Газ в целом движется с различной скоростью по поперечному сечению трубопровода.
Молекулярный режим течения газа имеет место в условиях высокого вакуума, когда длина свободного пробега А много больше диаметра
При расчетах вакуумных систем чаще пользуются величиной проводимости трубопровода U:
Проводимость U измеряется обычно в м3/с или л/с.
Тогда для любой разности давлений р1 — р2 поток определится как:
Установим взаимосвязь между тремя параметрами ваку-
умной системы:
Из уравнения (1) получаем:
Получаем основное уравнение вакуумной техники:
Введем в основное уравнение коэффициент использования насоса
в основное уравнение коэффициент использования насоса тогда для расчета можно использовать следующие форму-
лы
трубопровода d (1 >> d). В этом случае молекулы практически не взаимодействуют друг с другом, а сталкиваются только со стенками трубопровода.
Молекулярно-вязкостный режим реализуется при среднем вакууме (1 ~ d), когда длина свободного пробега молекул газа соизмерима с диаметром трубопровода.
Более подробно режимы течения газа и расчет проводимости трубопроводов при каждом режиме будут рассмотрены во II части пособия.