Расчет натекания в вакуумную систему

Ввиду того, что в упрощенном виде течь представляет собой частный случай трубопровода, для определения натекания в вакуумную систему можно использовать формулы, используемые для расчета потока газа через трубопровод [1, с.63].

Исходя из условия, течь образовалась в области трещины, размеры которой:

r – радиус канал течи, см;

L – длинf трещины, см;

или при отсутствии радиуса: h – ширина стороны канала течи, мм;

– высота стороны течи, см.

Рассчитываем поток при молекулярном режиме течения газа по формуле:

(4.1)

где P₂ – давление на входе вакуумной системы, Па;

P₁ – давление на выходе вакуумной системы, Па;

T – температура, К;

М – молекулярная масса газа;

R= 8,31 Дж/моль·К – универсальная газовая постоянная.

При заданных h и формула примет вид:

(4.2)

где - зависящая от соотношения а/b переменная

При вязкостном режиме:

(4.3)

где - динамическая вязкость газа (для воздуха ).

При заданных h и формула примет вид:

(4.4)

где - зависящая от соотношения а/b переменная, таблица 4.1 (а=h; b= ).

Таблица 4.1 – Зависимость коэффициентов f и от соотношения сторон a и b

a/b
f	2,3	3,7	4,7	5,0	5,3	5,3
	1,1	1,2	1,3	1,4	-	-

ПРИМЕР

Провести расчет натекания в вакуумную систему в зависимости от параметров течи в различных режимах течения газа

Исходя из условия, течь образовалась в области трещины, размеры которой:

r=3,53 мм, L=7,25 мм

r=0,353 см, L=0,725 см

Рассчитываем поток при молекулярном режиме течения газа по формуле 4.1:

При вязкостном режиме по формуле 4.3:

Q_вз= = 1,2· м³Па/с.

Методы течеискания

Испытания на герметичность проводят для определения степени герметичности вакуумной аппаратуры (установок) и их элементов, а также выявления отдельных течей (течеискание).

Методы течеискания относятся к методам контроля пробными веществами и основаны на регистрации протекающих через течи пробных веществ. В зависимости от рода пробного вещества методы испытаний на герметичность подразделяют на две группы: газовые и жидкостные. Метод испытаний выбирают в зависимости от назначения изделий, их конструкивно-технологических особенностей, требований к степени герметичности, а также технико-экономических характеристик испытаний. При этом метод должен обеспечивать проведения испытаний в условиях, соответствующих действующим на предприятии требования по технике безопасности и промышленной санитарии.

Основные методы течеискания:

- метод пробного газа;

- метод высокочастотного разряда;

- люминесцентный метод;

- радиоизотопный метод;

- пузырьковый метод.

Более подробно о методах течеискания в литературе [2]. Аппаратура для течеискания: литература [3], [4], [6],[7].

ПРИМЕР