Режимы течения газов

Течение газов в вакуумной системе зависит от ряда параметров: температуры газа и стенок, разности давлений на концах системы, абсолютного давления, внутреннего трения в газе и взаимодействия газа с поверхностью, а также от формы и размеров рассматриваемой системы.

Различают три основных вида течения газа: турбулентное, или вихревое; ламинарное или вязкостное; молекулярное, или свободно-молекулярное.

Четкой границы между этими видами течений нет; существуют промежуточные области переходных течений.

В вакуумной технике обычно различают вязкостный (вплоть до атмосферного давления в системе) , молекулярный и переходный между вязкостным и молекулярным режимы течения. При вязкостном режиме течения газа средняя длина свободного пути частиц значительно меньше характерного размера емкости. При молекулярном и переходном режимах течения газа средняя длина свободного пути частиц больше характерного размера или сравнима с ним.

Области течения дифференцируют числом Кнудсена . Так при расчетах проводимости цилиндрических круглых трубопроводов можно принять : молекулярному режиму течения соответствует , вязкостному - , переходному - .

Вязкостный режим течения

При вязкостном течении газ в трубопроводе условно можно разделить на отдельные слои, движущиеся с различными скоростями. Различие скоростей слоев обусловлено внутренним трением в газе (вязкостью), поэтому рассматриваемый режим называется вязкостным.

Молекулярный режим течения – характеризуется достаточно большим значением числа Кнудсена, т.е. при этом режиме течения практически нет взаимодействия между молекулами. Для описания незавимого движения молекул используются основные положения молекулярно-кинетической теории газов.

Вакуумные насосы

Для создания вакуума используют механические и немеханические вакуумные насосы. К механическим насосам относятся поршневые, жидкостно-кольцевые, плунжерные, пластинчато-роторные и двухроторные (низкого и среднего вакуума), турбомолекулярные (высокого вакуума); к немеханическим - эжекторные и бусторные (низкого и среднего вакуума), сорбционные (среднего и высокого вакуума); диффузионные, магнитные электроразрядные, геттерно-ионные, крионасосы и кондесационные (высокого вакуума).