Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Режимы течения газов

Читайте также:
  1. I РЕЖИМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ НА ЛОКОМОТИВАХ
  2. Аварийные режимы электроустановок. Напряжение прикосновения и шаговое напряжение.
  3. Автоматические регуляторы режимов торможения (авторежимы)
  4. Авторежимы усл.№ 605, 606
  5. АДСОРБЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ОСУШКИ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ
  6. Б) при кровотечениях
  7. В СЛУЧАЯХ АРТЕРИАЛЬНОГО КРОВОТЕЧЕНИЯ

Уравнение стационарной диффузии газа в элементе вакуумной системы в соответствии с (1.47) и учетом массы молекулы газа m, площади проходного сечения А и длины элемента l можно записать

, (1.52)

где P - поток газа через трубу, измеряемый массой газа, проходящей

через элемент в единицу времени, кг/с; n1, n2 - концентрации моле­кул газа на концах элемента; Dэ - коэффициент диффузии.

Преобразуем (1.52) с учетом (1.6):

. (1.53)

Если газовый поток выразить не в кг/с а в условных единицах потока газа, то согласно (1.53) и (1.7)

Q = U(P1-P2), (1.54)

где U - проводимость элемента вакуумной системы, зависящая от сте­пени вакуума, при котором происходит течение газа. В низком вакуу­ме проводимость растет при повышении давления, в высоком она оста­ется постоянной. В низком вакууме при высоких давлениях возможно существование инерционного режима течения газа, аналогичного тур­булентному режиму, рассматриваемому в гидродинамике. Силы инерции движущейся массы газа, вызывающие образование вихрей, приводят к сложному характеру распределения скорости движения газа по попе­речному сечению элемента.

Для определения условия существования инерционного режима те­чения можно пользоваться критерием Рейнольдса Re=dvг/υ, где d - характерный размер элемента; vг - скорость течения газа; υ - коэффициент кинематической вязкости. При Re>2200 возникает инерционный режим течения газа.

При течении газов в трубопроводах условие существования инер­ционного режима можно записать в другой форме, выразив vг через поток газа Q:

.

Для воздуха при комнатной температуре Re>2200 при Q>3000d, где Q - поток газа, м3Па/с; d - диаметр тру­бопровода, м.

В элементах вакуумных систем такие потоки встречаются в ос­новном в момент запуска, т.е. режим этот нехарактерен для вакуум­ных систем.

В низком вакууме основную роль играет вязкостный режим тече­ния газа, при котором характер распределения скорости в поперечном сечении определяется силами внутреннего трения.

При высоком вакууме силы внутреннего трения в газах стремятся к нулю и существует режим течения газа, для которого характерно независимое перемещение отдельных молекул. Это молекулярный режим.

В среднем вакууме существует переходный - молекулярно-вяз­костный режим.

Отверстием называется трубопровод, длина которого значительно меньше диаметра. Примем, что отверстие расположено в стенке, раз­деляющей два бесконечно больших объема. Давление воздуха в одном объеме Р1, в другом Р2. Площадь отверстия А. Тогда, в зависимости от отношения давлений r=Р21, при комнатной температуре проводи­мость отверстия:

при 1> r > 0,528 Uов=289(0,72 - 0,68r6)A/(1-r); (1.55)

при 0,528> r >0,1 Uов=200A/(1-r); (1.56)

при r < 0,1 Uов=200A. (1.57)

Проводимость отверстия в условиях высокого вакуума при моле­кулярном режиме

, (1.58)

где М - в кг/моль; Т - в К; U - в м3/с. Для воздуха при комнатнойтемпературе U=116А.

Для среднего вакуума при молекулярно-вязкостном режиме тече­ния проводимость

Uомв = Uомb+Uов, (1.59)

где

.

Проводимость трубопровода при вязкостном режиме течения

Uтв = 1360d4(P1+P2)/(2l), (1.60)

где d - диаметр; l - длина трубопровода.

Проводимость трубопровода постоянного сечения при молекуляр­ном режиме течения газа в условиях высокого вакуума

Uтм = 4vapА2/(3Вl), (1.61)

где А - площадь поперечного сечения трубопровода, В - его периметр

Для воздуха при т=293 К проводимость цилиндрического трубопровода длиной l и диаметром d Uтм = 121d3/l.

В области среднего вакуума можно пользоваться для приближен­ных расчетов формулой

Uтмв = 0,9Uтм + Uтв. (1.62)

 

 


Дата добавления: 2015-07-20; просмотров: 318 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Понятие о вакууме и давлении | Газовые законы | Средняя длина свободного пути | Понятие о степенях вакуума | Сорбционные явления в вакууме | Конденсация и испарение | Растворимость газов в твердых телах | Вязкость газов | Перенос теплоты в вакууме | Электрические явления в вакууме |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Диффузия в газах| Общая характеристика вакуумных насосов

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)