Расчет вакуумной системы сложного технологического оборудования выполняется, как правило, в два этапа.
Проектный расчет, в результате которого определяются принципиальная схема вакуумной системы, типы и размеры насосов, коммутирующие элементы и ориентировочные размеры соединительных трубопроводов.
Поверочный расчет, в результате которого уточняются характеристики насосов, размеры трубопроводов и коммутирующих элементов, определяется время достижения заданного рабочего давления.
В качестве исходных величин для расчета обычно заданы конечное давление в рабочей камере, поток газов, геометрические размеры рабочей камеры, характер технологического процесса, для осуществления которого предназначена установка, время достижения заданного давления.
Часто при расчете вакуумной системы приходится определять поток газов, поступающих в нее. Для этого должны быть известны исходные характеристики продукции, позволяющие рассчитать поток газов.
Проектный расчет выполняется в следующей последовательности:
|
|
1. Исходя из заданных значений парциального и полного давлений, определяют типы насосов, обеспечивающие откачку рабочей камеры до заданного давления.
2. По заданному или найденному расчетом потоку газов выбирают конкретный типоразмер насоса, обеспечивающего откачку до заданного давления; на этом этапе расчета поток газов, откачиваемых насосом, прини-
мают постоянным во времени.
3. Выбирают вспомогательные насосы и насосы предварительного разрежения. Обычно на этом этапе расчета вспомогательные насосы выбирают в соответствии с паспортными характеристиками основных насо-
сов окончательной откачки.
4. Определяют принципиальную схему вакуумной системы, назначают ориентировочные размеры вакуумных трубопроводов, выбирают коммутирующие элементы, средства измерения давления и т. п.
5. Исходя из заданного времени предварительной откачки рабочей камеры, выбирают насос предварительного разрежения.
После проведения проектного расчета конструируют вакуумную систему. В процессе конструирования уточняют все размеры вакуумных трубопроводов, типоразмеры коммутирующих элементов и т. п.
Поверочный расчет выполняется в следующей последовательности:
1. В соответствии с окончательными размерами вакуумной системы рассчитывают значение эффективной быстроты откачки системы.
2. Рассчитывают время достижения заданного давления в рабочей камере, при этом учитывают кинетику газовыделения и натеканий. При отсутствии этих данныхв задании на проектирование выполняется их расчет.
3. Рассчитывают время предварительной откачки; при этом учитывают предельное остаточное давление, давление насоса предварительного разрежения, газовыделение и натекание, а также изменение быстроты действия насоса и проводимости трубопроводов в зависимости от давления.
|
|
В случае, если полученное в результате расчета время достижения требуемого конечного давления или предварительного разрежения превышает заданное, увеличивают проводимость соответствующего участка вакуумной системы за счет увеличения сечений трубопроводов или выбирают насос с большей быстротой действия.
При необходимости применения нестандартных элементов производят их конструирование и расчет.
Пример
Определить время, необходимое для откачки камеры с внутренним диаметром 260 мм и высотой 250 мм, изготовленной из малоуглеродистой стали, до давления p1 = 6,65·10-3 Па. Суммарная площадь поверхности фторопластовых уплотнителей обращенных, в вакуумную полость, равна 50 см2. Эффективная быстрота откачки вакуумной системы при давлении 6,65·10-3 Па равна S0 = 10-2 м3/с.