2234

  • 22 июня 2012 г.
  • 1603 Слова
ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ ВАКУУМА
Красноперов Е.П. и Хлопкин М.Н.

Необходимые теоретические понятия. Газокинетическая теория. Давление газа. Уравнение Менделеева-Клайперона. Газовые законы. Устройства для достижения вакуума и принцип их действия: водоструйный насос, форвакуумный насос, диффузионный насос, турбомолекулярный насос. Методы измерения вакуума: манометр Бурдона, U-образная трубка,термопарный вакуумметр, манометр Маклеода.

Введение
Целью данной работы является: изучение работы вакуумных насосов и установок; измерение низких давлений газа специальными вакууметрами.
Разреженным состоянием или вакуумом называется состояние газа при давлениях ниже атмосферного. Критериями вакуума может служить отношение средней длины свободного пробега молекул кразмерам сосуда. Когда давление газа уменьшается настолько, что длина свободного пробега молекул оказывается больше размеров сосуда, поведение газа меняется. В частности, коэффициенты внутреннего трения и теплопроводности обнаруживают зависимость от давления. Особенности вакуума могут проявиться и при атмосферном давлении, например, при пропускании газа сквозь пористые перегородки с размером пор около 10-7 см.Но в большинстве случаев свойства вакуума проявляются, начиная с давлений 1 - 10-3 мм. рт. ст.

Вакуумные насосы
Вакуум может быть получен в достаточно герметичных установках (стеклянных или металлических) с помощью специальных насосов. Предварительное разряжение до 10-3 мм рт. ст. обычно создается с помощью форвакуумных насосов (рис.1).
Рабочая полость насосапредставляет собой цилиндрическую камеру 1, в которой вращается ротор 2, расположенный эксцентрично по отношению к оси своего вращения. В роторе имеются полости для смещения центра тяжести к оси вращения. Пластина 3 скользит вдоль прорези в стенке камеры и при этом плотно прижимается к внешней поверхности ротора пружиной. Газ всасывается через впускное отверстие 4 и выталкивается через клапан 5, состоящийиз шарика, прижатого пружиной, в масло 6, которым залита коробка насоса.
|[pic] |
|Рис.1. Принципиальная схема пластинчато-статорного механического насоса. |


Процесс откачки происходит следующим образом. Положение A - ротор находится в исходном состоянии.Положение B - ротор подвинулся вниз, и в камере создается разряжение со стороны впускного отверстия. Через это отверстие газ поступает из откачиваемой системы. Одновременно происходит сжатие газа в сторону выпускного клапана. Положение C - происходит дальнейшее всасывание газа из вакуумной системы и выход сжатого газа через выпускной клапан. У лучших одноступенчатых насосов полное остаточноедавление зависит от состава и состояния масла и достигает (1-5)(10-2 мм рт.ст.
Гораздо лучшие показатели имеют двухступенчатые насосы, у которых выход первой ступени соединен со входом для второй. Ротор вращается со скоростью несколько сот оборотов в минуту. Места соприкосновения внутренней поверхности цилиндрической камеры с ротором и пластиной должны быть хорошо смазаны. Для этого вся рабочаячасть насоса помещается в коробку, в которую наливается масло. Насосы такого типа называются ротационными насосами или насосами Геде.
Для создания разряжения газа от 10-3 до 10-7 мм рт. ст. в вакуумных установках последовательно с насосами, создающими предварительное разряжение, включаются пароструйные насосы. Наилучшими считаются диффузионно-конденсаторные парортутные и паромаслянные насосы(рис.2).
|[pic] | |
| | |
| | |
| |...
tracking img