Вакуумна техника, насоки за изпълнение на студентски труд на тема "Изчисляването на вакуума

методически указания

Тези насоки са част от методичен поддържане на дисциплина "Вакуумна Технологии" проучване четвърта година студент специалност 210 107 - електронно инженерство.

курсова работа се оценява компенсира въведен в студент gradebook.

за курсова работа

"Изчисляване на вакуумна система"

Целта на Изчислението се основава на задачата да:

- разумно изберете изпомпващо средство (вакуум помпа) до получаване на предварително определени параметри разреден газ (или пара) среда, в работната камера;

- очертае вакуум единица в легендата в съответствие с ГОСТ 2.796-81 и ГОСТ 2.797-81;

- изчисляване на времето за достигане на предварително определено вакуум и се направи графика, илюстрираща зависимостта време на параметрите на процеса на изпомпване.

Вакуум технологично оборудване, предназначено за преработка (изпомпване, отгряване, дегазация, прилагането на тънки покрития и т. Д) Производство на предварително определена форма и размери и са изработени от някои материали. Поради това, позоваване на реферат съдържа следните суровини:

- Описание на действието (или обработка) на камерата с посочване на неговия размер, форма, материали на конструкцията, основните компоненти и части;

- Описание изделия (обработват обект), показващи размера, формата, материал, броят на едновременно преработени продукти;

- информация за обработка време във вакуум: температура на нагряване (или отгряване) и неговата продължителност, помпа работната камера за предварително определено налягане (така наречения "технологичен" вакуум), налягане разреден газовата среда по време на процеса или в момента на затваряне (т.нар "работен" вакуум) към изискванията за качество вакуум, и така нататък. г.

Основни етапи на изчисление

Задача с насочване, е препоръчително да се извърши изчислението на вакуумна система в следната последователност.

1. Определяне на общото газовия поток.

2. Избор на помпено средство (вакуум помпа или агрегати) и определяне на съвместимостта на тяхната работа.

3. Mapping вакуум единица в легендата.

4. Определяне на структурните размери на свързващия тръбопровод, фитинги и техните проводимости. Изчисляване на ефективна скорост на действие избран вакуумни помпи.

5. Изчисляване на времевите характеристики на процеса на изпомпване, включително първоначалните и основни (технологични) периодите на помпени и изграждане на графично зависимостта.

1. Определяне на общото освобождаване на газ

изходен (и най-отговорен) Изчисляването на вакуум етап е да се определи натоварване газ или газова струя, която се образува в обема на работната камера. Обикновено, изчислена газовия поток се определя не изобщо, и по време на достигане на предварително определен работен вакуум.

Обикновено газовия поток усети чрез вакуумна помпа по време на изпомпване на работната камера има множество компоненти: отгазяването на структурни материали. който е направен от работната камера, отгазяването на възлите и елементите. разположени в камерата, например, движение устройство или въртене на продукти, радиационни източници и емисии така нататък. д. газ от елементите на топлина делящи (спирали, панделки, тънкостенни тръби), изтичане на атмосферния въздух чрез течове в разглобяеми, заварени, запоени ставите и, разбира се, т.нар. технологично обгазяване. поради интензивен топлинен ефект на продукта по време на лечението с вакуум.

За това изчисление вакуума ще се приеме, че газовият поток се изпомпва чрез вакуумна помпа в режим на устойчиво състояние (равновесно състояние), се състои от три компонента

Q = Okonst. + Qtehnol. + Qnat.

където Okonst. - газовия поток, причинено от повърхността десорбция на материали на конструкцията, използвани за производството на работните камери;

Qnat. - газовия поток, причинено от притока на въздух през чрез микро дефекти в заваръчните и спойки, както и чрез течове в разглобяеми съединения;

Otehnol. - обработка обгазяване, причинени главно чрез дифузия на висока температура газове. разтворен в продукта в насипно състояние.

Обезгазяване на строителни материали се случи, както вече бе споменато, чрез процес повърхност десорбция газ проведе на вътрешните повърхности на камерата за обработка и повърхностите на инструменти и устройства, се превръща в вакуумна камера (например, входовете на движение, преместване механизми, екрани, изпаряване или радиационни източници и т. д.). Потокът на отделянето на газ от стените работни камера може да се намери с формула

Qkonstr. = Qdes. × Apov.

където qdes. - специфична газов поток на десорбира с единица повърхност на материала при стайна температура, m3Pa / и m2;

Apov. - площ на стените на камерата и устройства "изправена" в вакуум кухина, m2.

За изчисленията, препоръчваме да използвате таблица стойности qdes. за различни материали са изброени в 1,2 приложения.

Теч на атмосферния въздух в обема на работната камера се случва сгъваем, заварка, спойки, което в някои случаи може да не осигури пълно уплътнение. Големината на потенциал изтичане на въздух в работната камера определя като

Qnat. = Kver. Х m х Qtech.

където Kver. - вероятност от наличие на изтичане (чрез microdefect);

m - брой на връзки (фланците заварки, място запояване.);

. Qtech х - малката газов поток, записан от специално устройство (теч детектор) на; (Qtech. = 1 х 10-8 Pa m3 / сек).

В това изчисление стойността Qnat. Предполагаме, постоянна и равна на стойността на 5 10-7 Pa м3 / сек.

еволюция на процеса на газ поради типа на обекта, за да бъдат обработени и начина на процеса. В много случаи, електронни устройства технология за производство осигурява цялостно обезгазяване отгряване или части от цели единици при висока температура в условия на вакуум. Друг пример може да бъде процеса на прилагане на тънки покрития чрез термична изпаряване или йонна плазма разпрашаване. В двата случая, обгазяване на продуктите са при висока температура, се дължи на дифузия на газ, разтворен в насипни материали.

Ако изпускане на газ от материали, които са при високи температури, тя се появява като газов поток с единица повърхност на материала, процесът на производство на газ се определя по формулата

Qtehnol. = Qdif. × Aizd.

където qdif. - специфична газов поток от материал в даден процес, Pa m3 / и m2;

Aizd. - повърхностна площ продукти m2.

ценности Qdif. за различни материали и температури са дадени в Приложение 3.

В някои случаи, данните справочна литература за отделяне на газ от материали, представени като количеството на F1 газ, освободен за единица маса на материала на фиксирана висока температура. В този случай, процес обгазяване се определя като

където F1 - специфичния размер на газ, освободен от материали при високи температури, Pa m3 / кг (виж Приложение 4).

G - маса на продукта се обработва в условия на вакуум, кг;

# 937; - неравности процес обгазяване в коефициент време (1.5 - 3);

т - продължителност на процеса на третиране във вакуум при предварително определена висока температура.

Ако по време на процеса се топи материала (или изпарението), всички придружени от отделянето на газ, разтворен в насипния материал, за да се определи процеса на обгазяване трябва да знае общото количество газ. освободен от материала.

където F1poln. "Общо количество на газове, освободени от материалите на топене (или изпарението), Pa m 3 / кг (виж Приложение 5);

G - стопи тегло (или маса от материал, за изпаряване на очакваното време) кг;

т - време на топене (или изпаряване), стр.

Забележка. По време на работа с референтните данни, представени в техническата литература. е препоръчително да се приеме най-високите стойности на изпускане на газ от материали, ако посочите диапазон от стойности.

2. Изборът на вакуумни помпи или вакуум единици

Избор на високо вакуумна помпа (вакуум или единици) е направен по време на постоянната помпен режим. който се характеризира с фиксиран поток газ при дадено работно налягане. Под постоянен помпена режим е равенство

където пл = Q / Rwork. - скорост на изпускане на газ, т.е. обемът на газ еволюира за единица време от всички повърхности изправени във вакуумна камера;

Rwork. - работно налягане (виж точка 2 режими на лечение.);

Sp - скорост (изпомпване процент) от вакуумната помпа в Rwork налягане.

Изпомпване скорост Sp може да бъде определена от отношението

където SH - максимална скорост (паспорт) стойност изпомпване висок вакуум помпа (единични) m3 / S (L / S);

Rpred.- граница (мин) налягане газ се поддържа в напречното сечение на входа на вакуумна помпа, PA;

Rwork. - операционната вакуум, определена от условията на процеса (виж режим обработка претенция 2).

Приравняването на стойност Sp и пл намерите необходимата производителност или проектната стойност на скоростта на изпомпване на висок вакуум помпа

Избираме висок вакуум помпа или единица, така че

SH (Агр.)> SH (калк.)

Избор марка / об помпа (единица) определя от референтните условия и като се вземат предвид следните фактори, които включват:

- скорост (скорост на изпомпване) на вакуум помпа;

- граница вакуум или ограничаване на вакуума, създаден от изпомпващо средство избран;

- работен диапазон налягане, в който скоростта на I / помпен агрегат или паспорта съответства на стойността;

- селективност, т.е. различна скорост изпомпване на някои газове ..;

- вероятност взаимодействие работа органи (или работни течности, използвани в помпи) с агресивни процеса течности;

- въздействието на електрически и магнитни полета, механични вибрации и др. г.

Чрез позоваване на данни (виж Приложение 4-8) или да изберете единица с вакуумна помпа, предпочитайки обобщени помпени средства. и в таблична форма да представи техните основни характеристики.

Характеристики на вакуум единица

Избор изпомпване средства за създаване на предварително вакуум (налягане тече в / помпа) се извършва, както следва.

1 (например, турбо) изисква операция за постоянен вакуум Ако устройството (или като цяло в системата на вакуум) се прилага висок вакуум помпа тип поток. тя трябва да отговаря на условието за равно представяне помпени средства, което е, както следва: при максимална мощност от предходната (обикновено висок вакуум) помпа след това се предвижда в своя изходящ канал налягане е по-малка от или равна на най-голямата изходящото налягане (начало)

където SB / B ч - скорост паспорт I / помпа, участващи в събранието;

Pmax - максималната стойност на диапазона на работното налягане в рамките на който паспорт се съхранява стойност на скоростта на изпомпване;

Sf / A N - скорост преди вакуумна помпа;

Rnaib. Vol. - максималната изход налягане.

Избор на предварително вакуумна помпа, се основава на условието

Забележка. Всички стойности S и Р, използвани в предходната формула са табелка данни, съответстващи вакуумни помпи.

2. Ако висок вакуум помпа активирана повърхност действие (например, помпа magnitorazryadny) изискване за нейното начало предварителен вакуум, след като средство помпени могат алтернативно да бъдат използвани cryosorption и механични помпи.

Първо, камерата за обработка се изпомпва обем на действие (например, механично преместване помпа) до налягане - 100 Ра. Ако приемем, че по време на евакуиране работната камера в рамките на 3-5 минути се получи изчислената стойност на обемната скорост на помпата

Ние изберете марката на вакуум помпа от Таблица изпълнение обемни помпи (например, механична помпа). След това камерата за обработка се евакуира адсорбция помпа да започне налягане, което е характерно за помпа табелка повърхност действието на висок вакуум. Като се има предвид, че основната операционна параметър на адсорбция помпа се изпомпва обем въздух. изберете вида на помпата, на базата на съотношението

където Vnas. - изчислена стойност на количеството въздух изпомпва до налягане
1 Ра;

Vkam. - обем на работната камера (виж референтни условия);

Р1 - най-малката стойност на диапазона на налягането в която газът се реализира режим вискозен поток.

Изборът печат преди адсорбция вакуумна помпа, така че

В таблична форма основните характеристики представляват избрани адсорбция помпа

Характеристики адсорбционни помпи (единици)