В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Требования к степени герметичности вакуумных систем
Измерение и контроль вакуума - Течеискание и течеискатели
Оглавление
Требования к степени герметичности вакуумных систем
Страница 2
Все страницы
Предельное давление рпред и поток натекающего газа Q, связаны между собой уравнением

(8.1)

Таким образом, если в непрерывно откачиваемой системе достигается давление 10-10 Па, то это означает, что поток натекающего газа не превышает 2,5*10-11 Па*м3*с-1. При отключенном насосе и в предположении, что поток газа в основном вызывается течью, нарастание давления по времени определяется уравнением

(8.2)

Для условий нашего примера при потоке газа сквозь течь 2,5*10-11 Па*м3*с-1 давление в системе должно возрастать со :коростью 8,9•1O-10 Па/с, или 3,2•1O-6 Па/ч. Таким образом, оля системы, изолированной от насоса, допустимо значительно меньшее натекание, чем для непрерывно откачиваемой системы.

Следовательно, течеискатели должны обладать достаточна высокой чувствительностью для того, чтобы фиксировать очень малые потоки газа. Для определения минимального потока rasa, который может быть зафиксирован прибором, необходимо шать зависимость его показаний от состава газа, который ме-гяется по мере попадания в систему пробного газа, а также :вязь между этими показаниями и размерами течи. Рассмотрим 1,ва случая: вязкостный и молекулярный режимы течения при достаточно большом потоке газа (выше 10-6 Па*м3*с-1).

В условиях вязкостного течения поток натекания для воздуха Qla равен

(8.3)

где ?а — коэффициент вязкости воздуха, рА — атмосферное давление, pv — давление в вакуумной системе и В— параметр,, характеризующий размер канала течи. Приравнивая Qla эффективной быстроте откачки воздуха Sa, умноженной на pv, и предполагая, что pA^Pv, получим

(8.4)

Предположим, что в рассматриваемой модельной системе воздух полностью замещен пробным газом (например, путем помещения ее в пластиковый чехол с пробным газом); тогда соответствующее уравнение для пробного газа может быть записано в виде

(8.5)

где pv — давление, установившееся в системе после замещения воздуха пробным газом. Таким образом, изменение давления в системе составит

(8.6)

Полученное уравнение может быть представлено в виде

(8.7)

Изменение показаний AG вакуумметра, чувствительность которого по воздуху и пробному газу составляет Ka и Ks соответственно, равно

(8.8)

Аналогичное уравнение можно получить для меньшего потока газа, подчиняющегося молекулярному режиму течения. В разд. 4 было показано, что поток в этих условиях определяется перепадом давления по каналу течи и корнем квадратным из молекулярной массы газа. Поэтому изменение показаний вакуумметра при замещении воздуха пробным газом составит

(8.9)

где С—коэффициент пропорциональности, зависящий от размеров канала и связанный с проводимостью канала для воздуха соотношением С=СА*(mA)1/2.

Рассмотрим сначала случай большой течи (Qm = 1O-6 Па*м3*с-1). Согласно уравнению (8.7), получаем

(8.10)

Если в качестве пробного газа используется гелий, то, поскольку вязкости гелия и воздуха близки, выражение в скобках зависит только от быстроты откачки газа. Быстрота откачки различных газов диффузионным насосом в первом приближении обратно пропорциональна квадратному корню из молекулярной массы газа, и, следовательно, в этом случае падение давления равно

(8.11)

Для рассматриваемой модельной системы Sa = 0,25 м3с-1, так что падение давления составит 2,5•1O-6 Па. Поскольку чувствительность вакуумметра Байярда — Альперта по гелию ниже, чем по воздуху, то кажущееся падение давления по мере попадания в систему пробного газа в этом случае становится еще более заметным. Поэтому локализация течи в этом случае становится более простой задачей, особенно если используется вакуумметр с электрической компенсацией фонового сигнала



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 86 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru