ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ И РЕЖИМОВ ИХ НАТЕКАНИЯ ПРИ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЯХ

Коваженко Константин Борисович

Научный руководитель: Тихонов Г. С., к. т. н., доцент, ТПУ, ФТФ, каф.23

Томский политехнический университет, г.Томск, Россия

В настоящее время во многих технических и технологических схемах различных устройств и агрегатов используются газовые потоки при низких давлениях. К таким системам относятся, в частности, аналитическая часть масс-спектрометров, технологические линии газофазных методов разделения изотопов.

Движение молекул при пониженном давлении характеризуется рядом особенностей, это ламинарные потоки, которые в свою очередь подразделяются на вязкостные, промежуточные и молекулярные.

При вязкостном режиме течения газа характер распределения скорости в поперечном сечении определяется силами внутреннего трения. В случае высокого вакуума силы внутреннего трения стремятся к нулю и существует молекулярный режим течения газов, для которого характерно независимое перемещение отдельных молекул, в среднем вакууме на течение газа одновременно сказываются влияния внутреннего трения молекул и молекулярного переноса. Поэтому существует переходный режим течения газа, называемый молекулярно-вязкостным. Если же преобладают внутренние силы трения, то поток будет вязкостным.

В системах с пониженным давлением граничные условия существования различных режимов течения газов определяются критерием Кнудсена.

Представляет интерес провести оценку натекания различных газов при различных давлениях, через отверстия различного диаметра.

В данной работе изучались газовые потоки для водорода, гелия, азота, кислорода, аргона, углекислого газа через диафрагмы диаметром 20, 30, 120 мкм при давлениях 1, 4, 8, 12, 14, 16, 20 мм.рт.ст. при температуре 20оС.

В результате проведенных расчетов было показано, что для легких газов имеют место более высокие значения газовых потоков, поэтому область молекулярного режима течения для них соблюдается при меньших значениях давлений и меньших размерах диаметра натекателя, что необходимо обязательно учитывать при выборе схем для систем напуска газов. Кроме того, найденные величины газовых потоков позволяют правильно подбирать устройства для их регулирования


e-mail: asf@asf.e-burg.ru