ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет проводимости и коэффициента захвата криоловушки с учетом формирующегося криослоя из "Методы расчета вакуумных систем" Определим суммарную проводимость сложного трубопровода методами классическим, Монте-Карло, разбиения на элементарные каналы и с использованием теоремы аддитивности обратной проводимости. [c.106] Так как Кп 0,33, то режим течения газа в этой части трубопровода молекулярный. [c.107] Рз = (5 - [/5) / [/5 = 10 3 - (5 +15,097) /15,097 = 1,3 31 -10 3 Па. Проверим режим течения на участке 5 и в вакуумном затворе 4 Кп = 9,293 0,33. [c.107] Проводимость всего трубопровода [/=3,41 м /с. [c.109] Сравнение полученных значений показывает, что наиболее точный результат дает расчет по теореме аддитивности обратной проводимости. Наибольшее отклонение проводимости от ее значения, найденного по методу Монте-Карло, получается при использовании метода расчета по аналогии с электрическими цепями. [c.110] Выше рассматривались четыре альтернативные методики вычисления суммарной проводимости сложного трубопровода. Безусловно, более эффективным и точным является способ расчета по методу Монте-Карло. Различные тракты с характерными для практики конфигурациями рассчитывались по этому методу рядом исследователей. Сравнение полученных зависимостей коэффициента Клаузинга от геометрических размеров трубопровода с экспериментальными данными дало высокую степень совпадения результатов. Остальные рассмотренные методики можно применять лишь для приблизительных расчетов суммарной проводимости. [c.110] Проанализирован метод расчета, который базируется на теореме аддитивности обратной проводимости. Хорошее согласование полученной суммарной проводимости с характеристикой Монте-Карло говорит о предпочтительности применения этой методики по сравнению с традиционной. [c.110] Вследствие возрастания числа конструктивных элементов в вакуумном трубопроводе (увеличения числа разбиений) получение более или менее точного значения проводимости всего трубопровода становится невозможным при традиционном подходе к расчету общей проводимости по формуле (3.4). [c.110] В основе способа разбиения на элементарные каналы лежит подобие пространственного распределения плотности молекулярных потоков на выходе из каждого тракта равномерному распределению. При полном совпадении равномерного и реального распределений по формуле (3.18) можно получить достаточно точные результаты. Как видно из приведенных в [5] данных, для части каналов это утверждение справедливо. Однако для структур с лепестковым распределением при больших значениях степени п применение этой методики может давать значительные погрешности. При оценке возможной в этих случаях погрешности авторы указывают цифры, не превышающие 20 % по сравнению с проводимостью трубопровода, вычисленной по методу Монте-Карло. Такое значение погрешности является удовлетворительным для инженерной практики. Также необходимо отметить, что с точки зрения проводимых вычислений данный метод является самым простым. Недостатки данного метода аналогичны недостаткам расчета по теореме аддитивности. [c.111] В данном параграфе была показана некорректность применения подхода С. Дэшмана к расчету суммарной проводимости. С учетом полученных результатов и анализа погрешностей расчетов сложных трубопроводов по всем рассмотренным методикам можно рекомендовать как более предпочтительный для точных вычислений метод Монте-Карло, для оценочных расчетов — схему, которая базируется на теореме аддитивности обратной проводимости, и для достаточно быстрого инженерного расчета — методику разбиения на элементарные каналы. [c.111] Основная проблема, возникающая при эксплуатации низкотемпературных ловушек, заключается в том, что твердый конденсат (криослой), формирующийся на охлаждаемых пластинах, уменьшает площадь проходного сечения и тем самым снижает проводимость некон-денсируемых газов. Форма криослоя, формирующегося на охлаждаемых пластинах, существенно влияет как на проводимость (относительную проводимость, т. е. коэффициент Клаузинга), так и на коэффициент захвата ловушки. [c.112] Для определения профиля криослоя, формирующегося на охлаждаемых пластинах ловушки, применяется метод Монте-Карло пробной частицы. Для расчета бьша взята серийная ловушка АТ-200 (рис. 3.3), выпускаемая фирмой APD. Охлаждаемая часть ловушки представляет собой набор плоскопараллельных пластин, расположенных внутри кольца. Пластины и кольцо охлаждаются с помощью криогенератора до температуры 100—120 К. [c.112] На рис. 3.4 показаны профили криослоя в различные моменты времени работы ловушки АТ-200. Безразмерное время I = соответствует периоду, в течение которого в трубопровод, соединяющий откачиваемый объем и ловушку, влетело 12 ООО ООО частиц размером 0,25 мм. [c.113] Образованный на передней кромке криослой, во-первых, приводит к неэффективному использованию всей поверхности охлаждаемых пластин, так как он не позволяет проходить парам конденсирующегося газа к их задней части, и, во-вторых, может вызвать быстрое забивание входного сечения ловушки твердым конденсатом. Рассмотрим конструкцию ловушки, у которой расположение охлаждаемых пластин незначительно изменено. Это изменение заключается в смещении передних кромок соседних пластин относительно друг друга. [c.114] Для новой конструкции ловушки бьши получены профили криослоя, формирующегося на охлаждаемых пластинах (рис. 3.6). При сравнении рис. 3.4 и 3.6 видно, что новая конструкция позволяет значительно продлить работу ловушки до полного забивания ее входного сечения твердым конденсатом. Смещение передних кромок позволяет также более эффективно использовать заднюю часть охлаждаемых пластин. Сравнение характеристик старой и новой конструкций ловушки АТ-200 приводится в табл. 3.2. [c.115] Изменение конструкции охлаждаемой поверхности ловушки АТ-200 позволяет получить значительное повышение проводимости при небольшом уменьшении коэффициента захвата ловушки и увеличить время регенерации ловушки на 30—40 %. Также следует отметить, что предложенное изменение охлаждаемой поверхности является незначительным и не требует изменения габаритных размеров ловушки. [c.115] Вернуться к основной статье