Расчет ограничителей натекания

Рассматривая схему распределения позиций откачного автомата с подвижными парортутными насосами (рис. 8-38), мы описали роль ограничителей, устраняющих опасность проникновения натекающего атмосферного воздуха из прибора, потерпевшего аварию, в приборы, откачка которых идет нормально.

Рассмотрим метод приближенного, но для практических целей достаточно точного расчета ограничителей.

Обозначим через Pi давление атмосферного воздуха у входа в канал ограничителя; через р₂ — у выхода из канала; тогда поток воздуха, натекающего через потерпевший аварию прибор, можно выразить произведением (7(pi—pz), где U — пропускная способность ограничителя при давлении P.

Если теперь обозначим через S быстроту откачки у выхода из канала ограничителя, то тот же поток газа можно выразить произведением S_op₂.

На основании этого можно составить уравнение пользуясь которым, мы можем проводить расчет какой-либо величины, зная остальные.

Обратимся к конкретному примеру работы откачных автоматов с подвижными пароструйными насосами. Рассмот-. рим случай, когда один из откачиваемых приборов разрушен. Атмосферный воздух, стремясь проникнуть через ограничитель в коллектор, наибольшее сопротивление встречает, очевидно, в канале ограничителя. Следовательно, можно положить, что РР_а, где р_п—атмосферное давление.

Далее, ограничитель только тогда считается выполняющим свое назначение, когда у выпускных патрубков пароструйных насосов, связанных с нормально откачиваемыми приборами, давление остается всегда ниже критического для этих насосов.

Для упрощения и в то же время большей надежности расчета мы ужестчим это требование, считая, что ниже критического или хотя бы равным ему должно оставаться давление не только у выпускных патрубков пароструйных насосов, но и со стороны выходного отверстия канала ограничителя, т. е. мы должны положить р₂ = р_к.

Длину канала ограничителя возьмем достаточно малой, чтобы его можно было рассматривать или как отверстие или чтобы отношение удовлетворяло условию (9-30).

В этом случае для воздуха при температуре 20° С, если р₂ = Рь согласно формуле (9-15) или (9-34) пропускная способность равна L) 16сЯ[л/сек].

Наконец, мы уже отмечали, что канал ограничителя составляет основное сопротивление потоку натекающего атмосферного воздуха; после ограничителя трубопровод имеет диаметр настолько большой по сравнению с диаметром ограничителя, что быстроту откачки у ограничителя S_o можно считать равной быстроте действия насоса предварительного вакуума S_H при давлении р₂ Р_К—

Так как р_к р_а, то, приняв р_а = 760 мм. рт. ст., получаем:

Полезно отметить, что в случае обычного паромасляного насоса (/_лг=0,1 мм рт. ст.) можно было бы пользоваться ограничителями диаметра /==1,2 мм, если взять насос предварительного вакуума, имеющий согласно формуле (9-35) при 0,1 мм рт. ст. быстроту действия 18 000 лсек. Возможно, что с такой работой смогут справиться только вращательные молекулярные насосы ( 5-7) и то лишь в будущем, так как в настоящее время максимальная быстрота действия таких насосов является еще недостаточной ( =5 500 л сек).

Не следует забывать, что формула (9-36) дает максимальное значение диаметра, соответствующее критическому, т. е. максимальному выпускному давлению пароструйного насоса.

Пример. Если взять пгроструйный насос, имеющий критическое давление р_к = 10 мм рт. ст., а в качестве насоса предварительного вакуума взят вращательный масляный насос ВН-1, имеющий при давлении р_к = 10 мм рт. ст. быстроту действия S_H = 17 лсек, то диаметр ограничителя не должен превышать значения причем его длина должна быть такой, чтобы удовлетворялось условие (9-30).

Аналогичными подсчетами можно показать, что в случае откачного автомата с подвижными паромасляными насосами пользование ограничителями встречает затруднения, связанные с малыми значениями критических давлений для этих насосов. Например, если взять обычный паромасляный насос, критическое давление которого не превышает 0,1 мм рт. ст., и оставить тот же насос предварительного вакуума (ВН-1), то, поскольку при давлении 0,1 мм рт. ст. быстрота действия насоса ВН-1 не превышает 6 лсек, получаем:

Ограничитель такого малого диаметра неприменим, так как, помимо возможного засорения, такой узкий ограничитель привел бы к недопустимо большой длительности откачки.

Если вместо обычного паромасляного насоса поставить вспомогательный насос с критическим давлением Р_к=3 мм рт. ст. (S_H =12 л/сек), то